DE102016015596A1

DE102016015596A1 - System und Verfahren zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102016015596A1
Application number: DE102016015596.5A
Authority: DE
Inventors: Ulf Carlsson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2017-07-06
Also published as: SE541986C2; SE1650007A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors (231), umfassend folgende Schritte: – Identifizieren (S410) eines Abschaltsignals; und – Steuern (S420) der Kraftstoffzufuhr des Motors, um den Verbrennungsmotor (231) in einer vorbestimmten Motorposition anzuhalten. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das Programmcode (P) für einen Computer (200; 210) umfasst, um ein Verfahren gemäß der Erfindung umzusetzen. Die Erfindung betrifft auch ein System (289) zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors und ein Kraftfahrzeug (100), das mit dem System (289) ausgestattet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das Programmcode für einen Computer umfasst, um ein Verfahren gemäß der Erfindung umzusetzen. Sie betrifft ferner ein System zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors und ein Kraftfahrzeug, das mit dem System ausgestattet ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Wenn ein Verbrennungsmotor absgeschaltet wird, wird die Kraftstoffzufuhr für die Zylinder typischerweise sofort abgebrochen, und der Motor wird schließlich angehalten. Dies ist im Allgemeinen unabhängig davon der Fall, ob das Abschalten vom Fahrer oder vom Motorsteuerungssystem eingeleitet wurde. Wenn der Motor anschließend eingeschaltet wird, muss die tatsächliche Position des Motors bekannt sein, um die Kraftstoffeinspritzung steuern und den Motor somit zünden zu können. Die Motorposition kann man als die Winkelposition der Kurbelwelle und der Nockenwelle und somit als Zylinderkolbenposition definieren. Da die Motorposition, die nach einem üblicherweise bekannten Abschalten des Motors erreicht wird, zufällig und somit unbekannt ist, muss die tatsächliche Motorposition während des Anlassens bestimmt werden, bevor die Zündung möglich ist. Die tatsächliche Motorposition kann unterschiedlich bestimmt werden, umfasst jedoch im Allgemeinen das Identifizieren eines Bezugspunktes der Kurbelwelle und/oder der Nockenwelle. Die Kurbelwelle und/oder die Nockenwelle müssen somit gedreht werden, bis der Bezugspunkt identifiziert ist. Je nach der Motorposition nach dem Abschalten variiert die Zeit zum Bestimmen der tatsächlichen Motorposition, und somit kann die Zeit zum Anlassen des Motors variieren.
Es ist wünschenswert, ein schnelles Anlassen/Wiederanlassen eines Verbrennungsmotors zu ermöglichen, und zwar insbesondere bei Start-Stopp-Anwendungen, die heutzutage bei Fahrzeugen häufig verwendet werden. Es gibt diverse Lösungen, um die Zeit zum Anlassen eines Motors zu reduzieren. Die Druckschrift US 7,527,580 B2 offenbart beispielsweise ein Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors, bei dem der Verbrennungsmotor in einen vorbestimmten Betriebszustand gesteuert wird, bevor das Abschalten ausgeführt wird. Der vorbestimmte Betriebszustand wird derart bestimmt, dass eine gewünschte Ruheposition der Kurbelwelle ohne Eingriff während des Auslaufens des Motors erreicht wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes Verfahren zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors vorzuschlagen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes System und ein neuartiges und vorteilhaftes Computerprogramm zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors vorzuschlagen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes Verfahren zum genauen Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors auf kostengünstige Art und Weise vorzuschlagen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes System und ein neuartiges und vorteilhaftes Computerprogramm zum genauen Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors auf kostengünstige Art und Weise vorzuschlagen.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren, ein System und ein Computerprogramm vorzuschlagen, die ein zuverlässiges, robustes und automatisiertes Steuern des Ausschaltens eines Motors bereitstellen.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren, ein alternatives System und ein alternatives Computerprogramm zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors vorzuschlagen.
Die hier erwähnten Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors und ein System zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen erläutert. Im Wesentlichen gelten die gleichen Vorteile der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens für entsprechende Mittel des erfindungsgemäßen Systems.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst:

– Identifizieren eines Abschaltsignals; und
– Steuern der Kraftstoffzufuhr des Motors, um den Verbrennungsmotor in einer vorbestimmten Motorposition anzuhalten.

Die Motorposition kann man als die Winkelposition der Kurbelwelle definieren. Die Winkelposition der Kurbelwelle kann durch die Winkelposition des Schwungrads an der Kurbelwelle bestimmt werden. Die Motorposition bezieht sich somit auf die Position der Zylinderkolben. Die Motorposition kann auch durch die Winkelposition der Motornockenwelle, die mit der Kurbelwelle verknüpft ist, bestimmt werden.
Das Abschaltsignal kann ein manuell ausgelöstes Signal von einem Fahrer sein, der den Zündschlüssel/Zündschalter manuell betätigt. Das Abschaltsignal kann alternativ ein automatisch ausgelöstes Signal von einem Motorsteuerungssystem sein, das mit einem Start-Stopp-Betrieb verknüpft ist.
Dadurch dass die Kraftstoffzufuhr des Motors vorteilhaft gesteuert wird, wenn ein Abschaltsignal identifiziert wurde, kann eine vorbestimmte Motorposition kontrolliert erreicht werden. Die vorbestimmte Motorposition ist zweckmäßigerweise eine gewünschte Motorposition, die auf diversen Parametern basiert, wie etwa der Konfiguration des Antriebstrangs, der Mittel zum Erkennen der tatsächlichen Motorposition und dergleichen. Die vorbestimmte Motorposition kann darauf basieren, ob das Abschaltsignal ein manuell ausgelöstes Signal oder ein automatisch ausgelöstes Signal ist. Die vorbestimmte Motorposition kann basierend auf den Betriebsbedingungen gewählt werden. Die vorbestimmte Motorposition wird zweckmäßigerweise in einer Steuerungseinheit gespeichert.
Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:

– Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen.

Wenn ein Verbrennungsmotor angelassen wird, muss die tatsächliche Motorposition bekannt sein, damit man wissen kann, welcher Zylinder als nächster zu zünden ist, und somit in der Lage ist, die Kraftstoffeinspritzung richtig zu steuern. Die tatsächliche Position des Motors kann man als die Winkelposition der Kurbelwelle bestimmen, die wiederum durch die Winkelposition des Schwungrads an der Kurbelwelle bestimmt werden kann. Die Winkelposition des Schwungrads entspricht somit einer bestimmten Position jedes Zylinderkolbens. Das Schwungrad umfasst typischerweise einen Bezugspunkt, der eine Null-Winkelposition des Schwungrads und somit der Kurbelwelle darstellt. Dieser Bezugspunkt ist eine Motorbezugsposition. Falls der Motor ein 4-Takt-Motor ist, entsprechen zwei Umdrehungen des Schwungrads einem Motorzyklus. Je nach Anzahl der Zylinder des Motors können 720 Grad (zwei Umdrehungen) durch die Anzahl der Zylinder geteilt werden, um die Position zum Zünden jedes Zylinders zu bestimmen. Falls der Motor beispielsweise sechs Reihenzylinder umfasst, sind die Zündintervalle 120°/120°. Um somit die tatsächliche Motorposition während des Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu bestimmen, wird die Kurbelwelle typischerweise durch einen Anlasser gedreht, so dass der Bezugspunkt an dem Schwungrad an einem ersten Sensormittel vorbeigeht. Das erste Sensormittel identifiziert somit den Bezugspunkt, und die tatsächliche Motorposition kann bestimmt werden.
Das Schwungrad umfasst zweckmäßigerweise 60 Zähne und zwei Zahnlücken, wobei die beiden Zahnlücken den Bezugspunkt bilden. Der Bezugspunkt des Schwungrads wird während eines Zyklus zweimal passiert, um zu bestimmen, ob sich die Kurbelwelle in der ersten Umdrehung oder in der zweiten Umdrehung befindet, und um somit zu bestimmen, ob sich beispielsweise der zweite oder der vierte Zylinder in der Position für die Zündung befindet, kann die Nockenwelle verwendet werden. Die Nockenwelle dreht sich zweckmäßigerweise halb so schnell wie die Kurbelwelle und führt somit eine Umdrehung aus, wenn die Kurbelwelle zwei ausführt. Die Nockenwelle umfasst ebenfalls einen Bezugspunkt, so dass man, wenn der Bezugspunkt an einem zweiten Sensormittel vorbeigeht, entscheiden kann, dass die Kurbelwelle zwei Umdrehungen ausgeführt hat. Um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen, kann die vorbestimmte Motorposition in Abhängigkeit von diversen Parametern anders gewählt werden. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, die tatsächliche Motorposition so schnell wie möglich zu bestimmen, um die tatsächliche Motorposition so schnell wie möglich zu bestimmen und dabei den mechanischen Verschleiß von Bestandteilen oder dergleichen zu minimieren. Die wünschenswerte Bestimmung der tatsächlichen Motorposition kann von dem identifizierten Abschaltsignal abhängen. Es könnte beispielsweise wichtiger sein, die Motorposition während des Start-Stopp-Betriebs als während einer manuellen Abschaltung schnell zu bestimmen. Beispielsweise kann für den Fall eines automatisch ausgelösten Abschaltsignals die vorbestimmte Motorposition gewählt werden, um eine möglichst schnelle Bestimmung der tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen. Für den Fall eines manuell ausgelösten Abschaltsignals kann es stattdessen wünschenswert sein, die vorbestimmte Motorposition zu wählen, um den mechanischen Verschleiß des Schwungrads zu minimieren.
Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:

– Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen.

Um die Zeit zum Anlassen des Verbrennungsmotors zu minimieren, wird die Zeit zum Bestimmen der tatsächlichen Motorposition zweckmäßigerweise minimiert. Um die Zeit zum Bestimmen der tatsächlichen Motorposition zu minimieren, entspricht die vorbestimmte Motorposition, in die der Motor gesteuert wird, zweckmäßigerweise einer Winkelposition der Kurbelwelle, die nahe an dem Bezugspunkt des Schwungrads liegt. Die vorbestimmte Motorposition, die gewählt wird, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens zu erzielen, kann somit eine Motorposition sein, die nahe an der Motorbezugsposition liegt. Die vorbestimmte Motorposition, die gewählt wird, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens zu erzielen, kann eine Motorposition genau vor der Motorbezugsposition sein. Somit wird die Drehung der Kurbelwelle, um zu bewirken, dass der Bezugspunkt an dem ersten Sensormittel während eines nachfolgenden Wiederanlassens vorbeigeht, minimiert, und die tatsächliche Motorposition kann schnell und praktisch bestimmt werden.
Je nach Art des ersten Sensormittels, das verwendet wird, um den Bezugspunkt an dem Schwungrad zu identifizieren, muss der Bezugspunkt jedoch mit einer bestimmten Drehzahl an dem ersten Sensormittel vorbeigehen. Falls der Verbrennungsmotor in einer Motorposition angehalten wird, die zu nahe an dem Bezugspunkt liegt, könnte es sein, dass es nicht möglich ist, eine ausreichende Drehzahl zu erreichen, um den Bezugspunkt während des nachfolgenden Wiederanlassens zu identifizieren. In diesem Fall kann die vorbestimmte Motorposition zum Erzielen einer möglichst schnellen Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition einer Position entsprechen, welche die zweit- oder drittnächste an der Motorbezugsposition ist. Die vorbestimmte Motorposition kann somit von der Art des Sensormittels abhängig sein, das verwendet wird, um den Bezugspunkt an dem Schwungrad zu identifizieren. Die vorbestimmte Motorposition zum Erzielen einer möglichst schnellen Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition ist somit zweckmäßigerweise eine Position, aus der eine Drehzahl der Kurbelwelle, die benötigt wird, um den Bezugspunkt zu identifizieren, während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors erreicht werden kann.
Alternativ umfasst das Verfahren das Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine gewünschte Verschleißverteilung zu erzielen. Falls die Kraftstoffzufuhr derart gesteuert wird, dass die vorbestimmte Motorposition immer die gleiche ist, könnte es sein, dass sich die Zähne an dem Schwungrad abnutzen. Es kann daher wünschenswert sein, eine vorbestimmte Motorposition zu wählen, um den mechanischen Verschleiß des Schwungrads zu minimieren. Beispielsweise kann die vorbestimmte Motorposition gewählt werden, um zwischen zwei verschiedenen Motorpositionen abzuwechseln.
Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:

– Steuern einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion, um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor in der vorbestimmten Motorposition anhält.

Der Verbrennungsmotor wird normalerweise abgeschaltet, wenn sich der Verbrennungsmotor im Leerlauf befindet. Der Leerlauf kann zwischen 500 und 1000 RPM liegen. Damit bewirkt wird, dass der Motor in der vorbestimmten Motorposition anhält, wird die Kraftstoffzufuhr zweckmäßigerweise gesteuert, um die Motordrehzahl gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion zu steuern. Die vorbestimmte Funktion umfasst zweckmäßigerweise das Steuern der Motordrehzahl, so dass die Motordrehzahl schnell vom Leerlauf auf eine bestimmte Motordrehzahlgrenze verringert wird, woraufhin die Kraftstoffzufuhr/Verbrennung derart gesteuert wird, dass sichergestellt ist, dass die vorbestimmte Motorposition erzielt wird, wenn der Motor schließlich anhält. Die Kraftstoffzufuhr wird somit fein angepasst, nachdem die Motordrehzahlgrenze erreicht wurde, so dass geringe Verbrennungen in dem Zylinder erreicht werden, bis sichergestellt wird, dass die vorbestimmte Motorposition erzielt wird. Die gewünschte vorbestimmte Funktion kann eine vorbestimmte Geschwindigkeitsrampe oder ein Drehzahlprofil sein. Eine derartige Geschwindigkeitsrampe kann umfassen, dass die Motordrehzahl zuerst schnell verringert und dann fein nach unten gegen Null angepasst wird. Die Motordrehzahl kann gesteuert werden, um schnell auf ungefähr 200 RPM abzusteigen, wonach die Motordrehzahl nach unten gegen Null fein angepasst wird. Die Motordrehzahl kann schnell verringert werden, indem die Kraftstoffzufuhr erheblich reduziert wird. Die Motordrehzahl kann schnell verringert werden, indem die Motorzufuhr zeitweilig unterbrochen wird. Wenn die Motordrehzahl bis auf die Motordrehzahlgrenze verringert wurde, wird die Kraftstoffzufuhr fein angepasst, um die Verbrennung in dem Zylinder aufrechtzuerhalten, bis sichergestellt ist, dass die vorbestimmte Motorposition erzielt wird. Auf Grund der Trägheit des Schwungrads dreht sich die Kurbelwelle eine Zeit lang weiter, nachdem die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wurde. Es ist zweckmäßigerweise bekannt, wie lange sich die Kurbelwelle dreht, und die Verbrennung wird somit auf niedrigen Motordrehzahlen gesteuert, so dass sichergestellt ist, dass die vorbestimmte Motorposition erzielt wird, wenn der Verbrennungsmotor schließlich anhält. Alternativ umfasst das Verfahren das adaptive Bestimmen, wie lange sich der Verbrennungsmotor nach der letzten Verbrennung dreht. Die Motordrehzahl wird somit zweckmäßigerweise gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion gesteuert, die berücksichtigt, wie lange sich der Verbrennungsmotor nach der letzten Verbrennung dreht. Die Motordrehzahl kann gesteuert werden, so dass eine bestimmte Motordrehzahl mit der Verbrennung in einem spezifischen Zylinder verknüpft ist. D. h. beispielsweise, dass die Motordrehzahl bei einer Verbrennung in Zylinder 1 auf 400 RPM, bei einer Verbrennung in Zylinder 2 auf 300 RPM, bei einer Verbrennung in Zylinder 3 auf 200 RPM usw. bis auf null gesteuert werden kann. Die Kraftstoffzufuhr wird somit nicht dauerhaft abgebrochen, wenn das Abschaltsignal identifiziert wird. Somit kann die vorbestimmte Motorposition genau und zuverlässig erzielt werden.
Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:

– Abbremsen des Verbrennungsmotors, um eine vorherrschende Motordrehzahl des Verbrennungsmotors zu reduzieren.

Um die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors beispielsweise gemäß einer vorbestimmten Funktion/einem Profil/einer Rampe zu steuern, um die vorbestimmte Motorposition zu erzielen, kann der Verbrennungsmotor abgebremst werden. Während des Abschaltens des Verbrennungsmotors wird der Antriebsstrang von dem die Verbrennungsmotor getrennt. Der Verbrennungsmotor kann somit anhand von verschiedenen Aggregaten abgebremst werden, die eine Last an den Verbrennungsmotor anlegen. Diese Aggregate können eine Klimaanlage, eine Auspuffbremse, ein Generator, ein Lüfter oder dergleichen sein. Somit kann die Motordrehzahl schnell auf die Motordrehzahlgrenze verringert werden.
Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:

– Wählen der vorbestimmten Motorposition aus einer Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen.

Die Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen ist von der Anzahl der Zylinder in dem Motor abhängig. Unter einer Motorruheposition ist eine natürliche Ruheposition für den Verbrennungsmotor zu verstehen. Eine Motorruheposition kann eine Position sein, in der sich ein Zylinder im unteren Totpunkt oder im oberen Totpunkt befindet.
Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:

– Wählen der vorbestimmten Motorposition als Motorruheposition direkt vor einer Motorbezugsposition.

Die Motorbezugsposition ist zweckmäßigerweise eine Motorposition, die dem Bezugspunkt an dem Schwungrad entspricht. Eine Motorruheposition direkt vor dem Bezugspunkt an dem Schwungrad entspricht zweckmäßigerweise einer Position, in der sich der zweitletzte Zylinder im unteren Totpunkt befindet. Der letzte Zylinder ist der Zylinder, der dem Schwungrad am nächsten ist. Durch Wählen der vorbestimmten Motorposition als Motorruheposition direkt vor (am nächsten an) dem Bezugspunkt wird die Zeit zum Bestimmen der tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors minimiert. Für den Fall, dass die Art des ersten Sensormittels dazu führt, dass die Motorruheposition direkt vor der Motorbezugsposition nicht erwünscht ist, wird die vorbestimmte Motorposition zweckmäßigerweise als die Motorruheposition gewählt, welche die zweit- oder drittnächste an der Motorbezugsposition ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein System zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, wobei das System Folgendes umfasst:

– Mittel zum Identifizieren des Abschaltsignals; und
– Mittel zum Steuern der Motorkraftstoffzufuhr, um den Verbrennungsmotor in einer vorbestimmten Motorposition anzuhalten.

Die Mittel zum Identifizieren des Abschaltsignals können eine Steuereinheit umfassen, die das Abschaltsignal empfängt. Das Abschaltsignal kann durch ein Motorsteuerungssystem als Ergebnis eins Start-Stopp-Betriebs bereitgestellt werden. Das Abschaltsignal kann alternativ ein Signal sein, das durch ein manuelles Abschalten anhand des Zündschlüssels ausgelöst wird. Die Mittel zum Steuern der Motorkraftstoffzufuhr umfassen zweckmäßigerweise eine Steuereinheit, die mit einer Kraftstoffeinspritzanlage verbunden ist, die in Verbindung mit den Motorzylindern angeordnet ist.
Das System kann Folgendes umfassen:

– Mittel zum Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen.

Das System kann Folgendes umfassen:

– Mittel zum Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen.

Das System kann Folgendes umfassen:

– Mittel zum Steuern einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion, um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor in der vorbestimmten Motorposition anhält.

Das System kann Folgendes umfassen:

– Mittel zum Abbremsen des Verbrennungsmotors, um eine vorherrschende Motordrehzahl des Verbrennungsmotors zu reduzieren.

Die Mittel zum Abbremsen des Verbrennungsmotors können eine Steuereinheit sein, die ein Aggregat steuert, um eine Last an den Verbrennungsmotor anzulegen. Das Aggregat kann eine Klimaanlage, ein Generator, eine Auspuffbremse, ein Lüfter oder dergleichen sein.
Das System kann Folgendes umfassen:

– Mittel zum Wählen der vorbestimmten Motorposition aus einer Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen.

Das System kann Folgendes umfassen:

– Mittel zum Wählen der vorbestimmten Motorposition als Motorruheposition direkt vor einer Motorbezugsposition.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein System wie hier beschrieben umfasst. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann eines von einem Lastwagen, einem Bus oder einem Personenkraftwagen sein.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, wobei das Computerprogramm Programmcode umfasst, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuereinheit oder ein Computer, der an die elektronische Steuereinheit angeschlossen ist, die Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf der elektronischen Steuereinheit oder dem Computer ausgeführt wird.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, wobei das Computerprogramm Programmcode umfasst, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuereinheit oder ein Computer, der an die elektronische Steuereinheit angeschlossen ist, die Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, wobei das Computerprogramm Programmcode umfasst, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuereinheit oder ein Computer, der an die elektronische Steuereinheit angeschlossen ist, die Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf der elektronischen Steuereinheit oder dem Computer ausgeführt wird.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, um die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einer elektronischen Steuereinheit oder einem Computer, der an die elektronische Steuereinheit angeschlossen ist, ausgeführt wird.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Programmcode enthält, der nicht flüchtig auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, um die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einer elektronischen Steuereinheit oder einem Computer, der an die elektronische Steuereinheit angeschlossen ist, ausgeführt wird. Weitere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus den folgenden Einzelheiten und auch durch das Umsetzen der Erfindung in die Praxis hervorgehen. Obwohl die Erfindung nachstehend beschrieben wird, sei zu beachten, dass sie nicht auf die beschriebenen spezifischen Einzelheiten eingeschränkt ist. Der Fachmann, der Zugang zu den vorliegenden Lehren hat, wird weitere Anwendungen, Änderungen und Einbeziehungen auf anderen Gebieten erkennen, die im Umfang der Erfindung liegen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum umfassenderen Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer weiteren Aufgaben und Vorteile ist die ausführliche Beschreibung, die nachstehend dargelegt wird, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen, in denen die gleichen Bezugszeichen in den diversen Diagrammen ähnliche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2a schematisch ein Teilsystem des Fahrzeugs, das in 1 abgebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2b schematisch einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2c schematisch ein System zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 schematisch ein Diagramm bezüglich einer Ausführungsform der Erfindung;
4a ein vereinfachtes Ablaufschema eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4b ein ausführlicheres vereinfachtes Ablaufschema eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
5 schematisch einen Computer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 100. Das beispielhafte Fahrzeug 100 umfasst eine Zugeinheit 110 und einen Anhänger 112. Das Fahrzeug 100 kann ein schweres Fahrzeug, beispielsweise ein Lastwagen oder ein Bus, sein. Alternativ kann es ein Auto sein. Das Fahrzeug umfasst ein System 289 zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors.
Es sei zu beachten, dass das erfindungsgemäße System 289 zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors auf diverse Fahrzeuge anwendbar ist, wie beispielsweise auf eine Bergbaumaschine, einen Traktor, einen Kipper, einen Radlader, eine Plattform mit einem Industrieroboter, eine Waldarbeitsmaschine, eine Erdarbeitsmaschine, ein Straßenbaufahrzeug, einen Straßenplaner, ein Rettungsfahrzeug oder ein Raupenfahrzeug. Das Fahrzeug 100 kann gemäß einem Beispiel ein autonomes Fahrzeug sein.
Es sei zu beachten, dass die Erfindung für eine Anwendung bei diversen Systemen, die einen Verbrennungsmotor umfassen, geeignet ist. Es sei zu beachten, dass die Erfindung zur Anwendung mit einem beliebigen Verbrennungsmotor geeignet ist und daher nicht auf Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen eingeschränkt ist. Das erfindungsgemäßen Verfahren und das erfindungsgemäßen System sind bei einem Aspekt der Erfindung für andere Plattformen als Kraftfahrzeuge, die ein kraftstoffbetriebenes Motorsystem umfassen, z. B. Wasserfahrzeuge, gut geeignet. Die Wasserfahrzeuge können beliebiger Art sein, beispielsweise Motorboote, Dampfer, Fähren oder Schiffe.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System sind gemäß einem Aspekt der Erfindung beispielsweise für Systeme, die Industriemotoren und/oder motorisierte Industrieroboter umfassen, gut geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System sind gemäß einem Aspekt der Erfindung auch für diverse Kraftwerke, z. B. ein Stromkraftwerk, das einen motorisierten Generator umfasst, gut geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System sind auch für diverse Motorsysteme, z. B. an einer Lokomotive oder einer anderen Plattform, gut geeignet.
Der Begriff „Verbindung” bezieht sich hier auf eine Kommunikationsverbindung, wobei es sich um eine physische Verbindung, wie etwa eine optoelektronische Kommunikationsleitung, oder um eine nicht physische Verbindung, wie etwa eine drahtlose Verbindung, beispielsweise eine Funk- oder Hochfrequenzverbindung, handeln kann.
2a bildet schematisch einen Antriebstrang 279 des in 1 gezeigten Fahrzeugs 100 gemäß einem Aspekt der Erfindung ab.
Der Antriebstrang 279 umfasst einen Verbrennungsmotor 231 mit einer Kurbelwelle 232 und einem Schwungrad 235. Das Schwungrad 235 ist mit einer Kupplungsanordnung 241 verbunden. Der Verbrennungsmotor 231 kann ein so genannter Otto-Motor oder ein Diesel-Motor sein. Der Verbrennungsmotor 231 kann beispielsweise mit Diesel, Ethanol oder Gasbrennstoff, wie etwa Erdgas, oder einem beliebigen geeigneten verdampften Kraftstoff betrieben werden. Die Kupplungsanordnung 241 kann eine manuell gesteuerte automatisierte Kupplungsanordnung sein. Diese Kupplungsanordnung 241 ist auch mit einer Welle 245 verbunden, wobei es sich um eine Eingangswelle für ein Getriebe 251 handelt. Das Getriebe 251 kann konfiguriert sein, um eine beliebige geeignete Anzahl von Gangstufen, z. B. 5, 12 oder 16, zu umfassen. Das Getriebe 251 weist eine Ausgangswelle 255 auf, um das Drehmoment an mindestens ein Paar von Antriebsrädern zu übertragen, die ein erstes Antriebsrad 260a und ein zweites Antriebsrad 260b umfassen. Der Verbrennungsmotor 231 ist angeordnet, um ein Drehmoment zu generieren, das auf die Antriebsräder 260a und 260b übertragen werden kann, um das Fahrzeug 100 fortzubewegen.
Eine erste Steuereinheit 200 ist zur Kommunikation mit dem Verbrennungsmotor 231 anhand einer Verbindung L231 angeordnet und ist zum Steuern des Betriebs des Motors 231 gemäß gespeicherten Steuerungsroutinen geeignet. Dabei ist die erste Steuereinheit 200 angeordnet, um das Abschalten des Verbrennungsmotors 231 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu steuern. Die erste Steuereinheit 200 ist dabei angeordnet, um den Motor 231 gegebenenfalls gemäß den normalen Betriebsroutinen zu betätigen.
Die erste Steuereinheit 200 ist zur Kommunikation mit der Kupplungsanordnung 241 anhand einer Verbindung L241 angeordnet, und ist zum Steuern des Betriebs der Kupplungsanordnung 241 geeignet. Die erste Steuereinheit 200 ist zur Kommunikation mit dem Getriebe 251 anhand einer Verbindung L251 angeordnet und ist zum Steuern des Betriebs des Getriebes 251 geeignet.
Eine zweite Steuereinheit 210 ist zur Kommunikation mit der ersten Steuereinheit 200 anhand einer Verbindung L210 angeordnet. Sie kann lösbar mit der ersten Steuereinheit 200 verbunden sein. Sie kann eine Steuereinheit sein, die sich außerhalb des Fahrzeugs 100 befindet. Sie kann geeignet sein, um die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte gemäß der Erfindung auszuführen. Sie kann verwendet werden, um eine Software auf die erste Steuereinheit 200 zu übertragen, und zwar insbesondere eine Software zum Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie kann alternativ zur Kommunikation mit der ersten Steuereinheit 200 über ein internes Netzwerk an Bord des Fahrzeugs angeordnet sein. Sie kann geeignet sein, um Funktionen auszuführen, die denen der ersten Steuereinheit 200, z. B. dem Steuern des Abschaltens des Verbrennungsmotors, entsprechen.
2b bildet schematisch einen Verbrennungsmotor 231 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. Der Verbrennungsmotor 231 ist zweckmäßigerweise konfiguriert, wie in 2a beschrieben. Der Verbrennungsmotor 231 umfasst somit eine Kurbelwelle 232, die mit einem Schwungrad 235 verbunden ist, und einen Satz von Zylindern, von denen nur ein Zylinder C gezeigt wird. Die Zylinder sind entlang der Kurbelwelle 232 zum Drehen der Kurbelwelle 232 während des Betriebs des Motors 231 verteilt. Der Zylinder C ist mit der Kurbelwelle 232 über eine Pleuelstange R verbunden, die mit einem Kolben P des Zylinders C verbunden ist. Der Kolben P ist bewegbar innerhalb des Zylinders C angeordnet, um Takte auszuführen. Der Verbrennungsmotor 231 umfasst ferner Einspritzventile I, um Kraftstoff in die Zylinder zur Verbrennung einzuspritzen. Der Verbrennungsmotor 231 umfasst auch eine Nockenwelle 236 zum Regulieren der Ventile des Motors während des Motorbetriebs. Die Nockenwelle 236 ist in Verbindung mit der Kurbelwelle 232 angeordnet, so dass die Nockenwelle 236 anhand der Kurbelwelle 232 gedreht wird.
Der Verbrennungsmotor 231 kann angeordnet sein, um einen Vier-Takt-Zyklus bereitzustellen. Für einen vollständigen Vier-Takt-Zyklus dreht sich die Kurbelwelle 232 um zwei Umdrehungen. Die Position des Kolbens P, die am weitesten von der Kurbelwelle 232 entfernt ist, wird als oberer Totpunkt TDC bezeichnet, und die Position des Kolbens P, die der Kurbelwelle 232 am nächsten ist, wird als unterer Totpunkt BDC bezeichnet.
Wenn ein Verbrennungsmotor 231 angelassen wird, muss die tatsächliche Motorposition bekannt sein, damit man wissen kann, welcher Zylinder als nächster zu zünden ist, und somit in der Lage ist, die Kraftstoffeinspritzung richtig zu steuern. Die tatsächliche Position des Motors kann als Winkelposition der Kurbelwelle ∅ bestimmt werden. Die Winkelposition der Kurbelwelle ∅ entspricht somit einer bestimmten Position jedes Zylinderkolbens P. Die Winkelposition der Kurbelwelle ∅ wird zweckmäßigerweise anhand eines ersten Sensormittels 230 bestimmt, das in Verbindung mit dem Schwungrad 235 angeordnet ist. Dies wird in 2c näher erklärt. Das Schwungrad 235 umfasst typischerweise einen Bezugspunkt, der eine Null-Winkelposition des Schwungrads 235 und somit der Kurbelwelle 232 darstellt. Dieser Bezugspunkt ist eine Motorbezugsposition. Um zu bestimmen, ob die Kurbelwelle 232 die erste oder die zweite Umdrehung ausführt, kann man die Nockenwelle 236 verwenden. Die Nockenwelle 236 dreht sich zweckmäßigerweise halb so schnell wie die Kurbelwelle 232 und führt somit eine Umdrehung aus, wenn die Kurbelwelle 232 zwei ausführt. Durch das Bestimmen der Winkelposition der Nockenwelle Ψ kann die tatsächliche Motorposition genau bestimmt werden.
2c zeigt schematisch ein System 289 zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors 231 gemäß einem Aspekt der Erfindung. Das System 289 umfasst die erste Steuereinheit 200 und die zweite Steuereinheit 210, wie in 2a beschrieben. Das System 289 ist zweckmäßigerweise ein Teil des Antriebstrangs 279, wie in 2a beschrieben. Das System 289 ist somit geeignet, um das Abschalten eines Verbrennungsmotors 231 zu steuern, wie in 2b beschrieben.
Die erste Steuereinheit 200 ist dabei angeordnet, um ein Abschaltsignal zu identifizieren und um die Kraftstoffzufuhr des Motors zu steuern, um den Verbrennungsmotor 231 in einer vorbestimmten Motorposition gemäß einer Ausführungsform der Erfindung anzuhalten. Die erste Steuereinheit 200 ist angeordnet, um die vorbestimmte Motorposition zu wählen, um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 231 zu erzielen. Die erste Steuereinheit 200 ist angeordnet, um die vorbestimmte Motorposition zu wählen, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 231 zu erzielen. Die erste Steuereinheit 200 ist angeordnet, um die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 231 gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion während des Abschaltens zu steuern, um den Verbrennungsmotor 231 in der vorbestimmten Motorposition anzuhalten. Die erste Steuereinheit 200 ist angeordnet, um den Verbrennungsmotor 231 abzubremsen, um eine vorherrschende Motordrehzahl für den Verbrennungsmotor 231 zu reduzieren. Die erste Steuereinheit 200 ist somit angeordnet, um Aggregate zu steuern, um eine Last an den Verbrennungsmotor 231 anzulegen, so dass die vorherrschende Motordrehzahl reduziert wird. Die erste Steuereinheit 200 ist angeordnet, um die Winkelposition der Motor-Kurbelwelle ∅ und/oder die Winkelposition der Nockenwelle Ψ zu erkennen, um eine tatsächliche Motorposition zu bestimmen. Die erste Steuereinheit 200 ist ferner angeordnet, um die vorbestimmte Motorposition aus einer Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen zu wählen. Die erste Steuereinheit 200 ist auch angeordnet, um die vorbestimmte Motorposition als die Motorruheposition, die einer Motorbezugsposition am nächsten liegt, zu wählen.
Das System 289 zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors 231 umfasst ferner einen Motordrehzahlsensor 220. Der Motordrehzahlsensor ist zweckmäßigerweise in Verbindung mit der Kurbelwelle 232 des Verbrennungsmotors 231 zum Bestimmen einer vorherrschenden Motordrehzahl N_eng des Verbrennungsmotors 231 angeordnet. Dieser Motordrehzahlsensor 220 ist geeignet, um ständig oder intermittierend Signale S220, die Informationen über die bestimmte vorherrschende Motordrehzahl N_eng enthalten, anhand einer Verbindung L220 an die erste Steuereinheit 200 zu senden. Die erste Steuereinheit 200 ist geeignet, um ständig die Signale S220 zu empfangen und die Informationen über die vorherrschende Motordrehzahl N_eng zeitweilig in einem Speicher abzulegen. Der Motordrehzahlsensor 220 kann sich alternativ in einer beliebigen anderen geeigneten Position zum Bestimmen einer vorherrschenden Motordrehzahl N_eng des Verbrennungsmotors 231 befinden, wie etwa an dem Schwungrad 235 des Verbrennungsmotors 231.
Das System 289 umfasst ferner ein erstes Sensormittel 230 zum Bestimmen einer Winkelposition der Kurbelwelle ∅. Das erste Sensormittel 230 ist somit ein erster Positionssensor. Dieser erste Positionssensor 230 ist zweckmäßigerweise in Verbindung mit dem Schwungrad 235 angeordnet und ist geeignet, um ständig oder intermittierend Signale S230, die Informationen über die bestimmte vorherrschende Winkelposition ∅ enthalten, anhand einer Verbindung L230 an die erste Steuereinheit 200 zu senden. Die tatsächliche Position des Verbrennungsmotors 231 kann durch die Winkelposition der Kurbelwelle ∅ bestimmt werden. Das Schwungrad 235 umfasst typischerweise einen Bezugspunkt, der eine Null-Winkelposition der Kurbelwelle 232 ist. Dieser Bezugspunkt ist eine Motorbezugsposition. Die Winkelposition der Kurbelwelle ∅ entspricht somit einer bestimmten Position jedes Zylinderkolbens. Die erste Steuereinheit 200 ist geeignet, um ständig das Signal S230 zu empfangen und die Informationen über die vorherrschende Winkelposition ∅ zeitweilig in einem Speicher abzulegen. Auf diese Art und Weise kann die Steuereinheit 200 bestimmen, ob die gewünschte vorbestimmte Motorposition erzielt wurde, und somit ob der Motor angehalten werden soll. Das erste Sensormittel 230 kann das gleiche wie der Motordrehzahlsensor 220 sein.
Das System 289 umfasst ferner ein zweites Sensormittel 240 zum Bestimmen einer Winkelposition einer Nockenwelle Ψ des Verbrennungsmotors 231. Dieses zweite Sensormittel 240 ist somit ein zweiter Positionssensor. Der zweite Positionssensor 240 ist zweckmäßigerweise in Verbindung mit der Nockenwelle 236 angeordnet und ist geeignet, um ständig oder intermittierend Signale S240, die Informationen über die bestimmte vorherrschende Winkelposition Ψ enthalten, anhand einer Verbindung L240 an die erste Steuereinheit 200 zu senden. Der Bezugspunkt des Schwungrads 235 wird während eines Zyklus zweimal passiert. Um zu bestimmen, ob sich die Kurbelwelle 232 in der ersten oder der zweiten Umdrehung befindet, und somit um zu bestimmen, welcher Zylinder sich in der Position für die Zündung befindet, kann die Nockenwelle 236 verwendet werden. Die Nockenwelle 236 dreht sich zweckmäßigerweise halb so schnell wie die Kurbelwelle 232 und führt somit eine Umdrehung aus, wenn die Kurbelwelle 232 zwei ausführt. Die Nockenwelle 236 umfasst auch einen Bezugspunkt, so dass man, wenn der Bezugspunkt passiert wurde, entscheiden kann, dass die Kurbelwelle 232 zwei Umdrehungen ausgeführt hat. Die erste Steuereinheit 200 ist geeignet, um das Signal S240 ständig zu empfangen und die Informationen über die vorherrschende Winkelposition Ψ zeitweilig in einem Speicher abzulegen.
3 bildet schematisch ein Diagramm bezüglich einer Ausführungsform der Erfindung ab. Dabei wird die Motordrehzahl N als Funktion der Zeit T gezeigt. Die Motordrehzahl N wird in RPM und die Zeit T in Sekunden angegeben. Der Verbrennungsmotor 231 in 2a und 2b ist normalerweise abgeschaltet, wenn sich der Verbrennungsmotor 231 im Leerlauf N_idle befindet. Der Leerlauf N_idle kann zwischen 500 und 1000 RPM liegen. Das System 289 zum Steuern des Abschaltens des Verbrennungsmotors 231, wie in 2a bis 2c beschrieben, steuert zweckmäßigerweise die Motordrehzahl gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion F, um die vorbestimmte Motorposition zu erzielen. Diese Funktion F ist in dieser Figur abgebildet und zeigt die Motordrehzahl N_eng als Funktion der Zeit während des Abschaltens. Die Motordrehzahl N_eng wird zweckmäßigerweise gesteuert, so dass sie schnell vom Leerlauf N_idle auf eine bestimmte Motordrehzahlgrenze N_lim zum Zeitpunkt t₁ verringert wird. Anschließend wird die Kraftstoffzufuhr/Verbrennung derart gesteuert, dass sichergestellt ist, dass die Motordrehzahl N_eng bis zu einem Zeitpunkt t₂, an dem die Kraftstoffzufuhr angehalten wird, langsam verringert wird. Auf Grund der Trägheit des Schwungrads 235 hält die Kurbelwelle 232 nicht sofort an, wenn die Kraftstoffzufuhr abgebrochen wird. Die Kraftstoffzufuhr und der Zeitpunkt t₂ werden daher basierend auf der Trägheit bestimmt, so dass sichergestellt ist, dass die vorbestimmte Motorposition erzielt wird, wenn der Verbrennungsmotor 231 schließlich anhält. Die Kraftstoffzufuhr wird somit fein angepasst, nachdem die Motordrehzahlgrenze N_lim erreicht wurde, so dass geringe Verbrennungen in den Zylindern erreicht werden, bis sichergestellt ist, dass die vorbestimmte Motorposition erzielt wird. Die Motordrehzahl N_eng kann gesteuert werden, um schnell auf ungefähr 200 RPM abzunehmen, wonach die Motordrehzahl N_eng gegen Null fein angepasst wird. Die Motordrehzahl N_eng kann schnell verringert werden, indem die Kraftstoffzufuhr erheblich reduziert wird. Die Motordrehzahl N_eng kann schnell verringert werden, indem die Motorzufuhr zeitweilig unterbrochen wird. Wenn die Motordrehzahl N_eng bis auf die Motordrehzahlgrenze N_lim verringert wurde, wird die Kraftstoffzufuhr fein angepasst, um die Verbrennung in den Zylindern aufrechtzuhalten, bis die vorbestimmte Motorposition erzielt wurde. Die Motordrehzahl N_eng kann derart gesteuert werden, dass eine bestimmte Motordrehzahl N_eng mit der Verbrennung in einem spezifischen Zylinder verknüpft ist. D. h. beispielsweise dass die Motordrehzahl N_eng bei einer Verbrennung in Zylinder 1 auf 400 RPM, bei einer Verbrennung in Zylinder 2 auf 300 RPM, bei einer Verbrennung in Zylinder 3 auf 200 RPM usw. bis auf null gesteuert werden kann.
4a bildet schematisch ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors 231 ab. Das Verfahren umfasst den Verfahrensschritt S401. Der Verfahrensschritt S401 umfasst folgende Schritte:

– Identifizieren des Abschaltsignals; und
– Steuern der Kraftstoffzufuhr des Motors zum Anhalten des Verbrennungsmotors 231 in einer vorbestimmten Motorposition.

Nach dem Verfahrensschritt S401 ist das Verfahren beendet.
4b bildet schematisch ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors 231 ab. Das Verfahren umfasst einen ersten Verfahrensschritt S410.
Der Verfahrensschritt S410 umfasst den Schritt des Identifizierens eines Abschaltsignals. Das Abschaltsignal kann durch einen Fahrer des Fahrzeugs manuell ausgelöst werden oder durch eine Start-Stopp-Anwendung automatisch ausgelöst werden. Das Abschaltsignal kann von einer Steuereinheit 200 empfangen und identifiziert werden. Nach dem Verfahrensschritt S410 wird ein Verfahrensschritt S420 ausgeführt.
Der Verfahrensschritt S420 umfasst den Schritt des Steuerns der Kraftstoffzufuhr des Motors, um den Verbrennungsmotor 231 in einer vorbestimmten Motorposition anzuhalten. Wenn ein Verbrennungsmotor 231 angelassen wird, muss die tatsächliche Motorposition bekannt sein, damit man wissen kann, welcher Zylinder als nächster zu zünden ist, und somit in der Lage ist, die Kraftstoffeinspritzung richtig zu steuern. Es ist daher vorteilhaft, die Kraftstoffzufuhr derart zu steuern, dass der Verbrennungsmotor 231 in einer gewünschten Motorposition anhält.
Der Verfahrensschritt S420 kann den Schritt des Wählens der vorbestimmten Motorposition umfassen, um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 231 zu erzielen. Die tatsächliche Position des Verbrennungsmotors 231 kann als Winkelposition der Kurbelwelle ∅ bestimmt werden. Die Winkelposition der Kurbelwelle ∅ kann durch Identifizieren eines Bezugspunkts an dem Schwungrad 235 an der Kurbelwelle 232 bestimmt werden. Die Winkelposition der Kurbelwelle ∅ entspricht somit einer bestimmten Position jedes Motorzylinders. Um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 231 zu erzielen, kann die vorbestimmte Motorposition in Abhängigkeit von diversen Parametern unterschiedlich gewählt werden. Die wünschenswerte Bestimmung der tatsächlichen Motorposition kann von dem identifizierten Abschaltsignal abhängig sein. Es könnte beispielsweise wichtiger sein, die Motorposition während Start-Stopp-Anwendungen als während eines manuellen Abschaltens schnell zu bestimmen. Beispielsweise für den Fall eines automatisch ausgelösten Abschaltsignals kann die vorbestimmte Motorposition gewählt werden, um eine möglichst schnelle Bestimmung der tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen. Für den Fall eines manuell ausgelösten Abschaltsignals kann es stattdessen wünschenswert sein, die vorbestimmte Motorposition zu wählen, um den mechanischen Verschleiß des Schwungrads 235 zu minimieren.
Der Verfahrensschritt S420 kann den Schritt des Wählens der vorbestimmten Motorposition umfassen, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu erzielen. Um die Zeit zum Anlassen des Verbrennungsmotors 231 zu minimieren, wird die Zeit zum Bestimmen der tatsächlichen Motorposition zweckmäßigerweise minimiert. Um die Zeit zum Bestimmen der tatsächlichen Motorposition zu minimieren, entspricht die vorbestimmte Motorposition, in die der Motor gesteuert wird, zweckmäßigerweise einer Winkelposition der Kurbelwelle ∅, die nahe an dem Bezugspunkt des Schwungrads liegt. Die vorbestimmte Motorposition, die gewählt wird, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens zu erzielen, kann somit eine Motorposition in der Nähe der Motorbezugsposition sein. Die vorbestimmte Motorposition, die gewählt wird, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens zu erzielen, kann eine Motorposition direkt vor der Motorbezugsposition sein. Auf diese Art und Weise wird die Drehung der Kurbelwelle 232, um zu bewirken, dass der Bezugspunkt an dem ersten Sensormittel 230 während eines nachfolgenden Wiederanlassens vorbeigeht, minimiert, und die tatsächliche Motorposition kann schnell und praktisch bestimmt werden. In Abhängigkeit von der Art des ersten Sensormittels 230, das verwendet wird, um den Bezugspunkt an dem Schwungrad 235 zu identifizieren, muss der Bezugspunkt jedoch an dem ersten Sensormittel 230 mit einer gewissen Drehzahl vorbeigehen. Falls der Verbrennungsmotor 231 in einer Motorposition zu nah am Bezugspunkt angehalten wird, könnte es sein, dass es nicht möglich ist, eine ausreichende Drehzahl zum Identifizieren des Bezugspunktes während des nachfolgenden Wiederanlassens zu erreichen. In diesem Fall entspricht die vorbestimmte Motorposition zum Erzielen einer möglichst schnellen Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition zweckmäßigerweise einer Position, die am zweitnächsten an der Motorbezugsposition ist. Die vorbestimmte Motorposition kann somit von der Art des Sensormittels 230 abhängig sein, das verwendet wird, um den Bezugspunkt an dem Schwungrad 235 zu identifizieren.
Der Verfahrensschritt S420 kann den Schritt des Wählens der vorbestimmten Motorposition umfassen, um eine wünschenswerte Verschleißverteilung zu erzielen. Falls die Kraftstoffzufuhr derart gesteuert wird, dass die vorbestimmte Motorposition immer die gleiche ist, könnte es sein, dass sich die Zähne an dem Schwungrad 235 abnutzen. Daher kann es wünschenswert sein, eine vorbestimmte Motorposition zu wählen, um den mechanischen Verschleiß des Schwungrads 235 zu minimieren. Beispielsweise kann die vorbestimmte Motorposition derart gewählt werden, dass sie zwischen zwei verschiedenen Motorpositionen abwechselt.
Der Verfahrensschritt S420 kann ferner den Schritt des Steuerns einer Motordrehzahl N_eng des Verbrennungsmotors 231 gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion F umfassen, um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor 231 in der vorbestimmten Motorposition anhält. Die Funktion F wird in 3 beschrieben und kann das Steuern der Motordrehzahl N_eng umfassen, so dass die Motordrehzahl N_eng vom Leerlauf N_idle schnell auf eine bestimmte Motordrehzahlgrenze N_lim verringert wird, woraufhin die Kraftstoffzufuhr/Verbrennung derart gesteuert wird, dass sichergestellt ist, dass die vorbestimmte Motorposition erzielt wird, wenn der Verbrennungsmotor 231 schließlich anhält.
Der Verfahrensschritt S420 kann den Schritt des Wählens der vorbestimmten Motorposition aus einer Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen umfassen. Die Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen ist von der Anzahl von Zylindern in dem Verbrennungsmotor 231 abhängig. Mit einer Motorruheposition ist eine natürliche Ruheposition des Verbrennungsmotors 231 gemeint.
Der Verfahrensschritt S420 kann den Schritt des Wählens der vorbestimmten Motorposition als Motorruheposition direkt vor einer Motorbezugsposition umfassen. Die Motorbezugsposition ist zweckmäßigerweise die Motorposition, die dem Bezugspunkt an dem Schwungrad 235 entspricht. Durch Wählen der vorbestimmten Motorposition als Motorruheposition direkt vor (am nächsten an) dem Bezugspunkt wird die Zeit zum Bestimmen der tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 231 minimiert.
Das Verfahren kann den Verfahrensschritt S430 des Abbremsens des Verbrennungsmotors 231 umfassen, um eine vorherrschende Motordrehzahl N_eng des Verbrennungsmotors 231 zu reduzieren. Um die Motordrehzahl N_eng des Verbrennungsmotors 231 zu steuern, beispielsweise gemäß der vorbestimmten Funktion F, um die vorbestimmte Motorposition zu erzielen, kann der Verbrennungsmotor 231 abgebremst werden. Der Verbrennungsmotor 231 kann anhand von verschiedenen Aggregaten abgebremst werden, die eine Last an den Verbrennungsmotor 231 anlegen. Derartige Aggregate können eine Klimaanlage, eine Auspuffbremse, ein Generator, ein Lüfter oder dergleichen sein. Auf diese Art und Weise kann die Motordrehzahl N_eng beispielsweise schnell auf die Motordrehzahlgrenze N_lim verringert werden.
5 ist ein Diagramm einer Version einer Vorrichtung 500. Die Steuereinheiten 200 und 210, die mit Bezug auf 2a und 2b beschrieben wurden, können bei einer Version die Vorrichtung 500 umfassen. Die Vorrichtung 500 umfasst einen nicht flüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Schreib-/Lese-Speicher 550. Der nicht flüchtige Speicher 520 weist ein erstes Speicherelement 530 auf, in dem ein Computerprogramm, z. B. ein Betriebssystem, zum Steuern der Funktion der Vorrichtung 500 gespeichert ist. Die Vorrichtung 500 umfasst ferner einen Bus-Controller, einen seriellen Kommunikationsanschluss, E/A-Mittel, einen A/D-Wandler, eine Einheit zum Eingeben und Übertragen von Zeit und Datum, einen Ereigniszähler und einen Unterbrechungs-Controller (nicht dargestellt). Der nicht flüchtige Speicher 520 weist auch ein zweites Speicherelement 540 auf.
Das Computerprogramm P umfasst Routinen zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors 231.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Identifizieren des Abschaltsignals umfassen.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Steuern der Kraftstoffzufuhr des Motors umfassen, um den Verbrennungsmotor 231 in einer vorbestimmten Motorposition anzuhalten.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Wählen der vorbestimmten Motorposition umfassen, um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 231 zu erzielen.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Wählen der vorbestimmten Motorposition umfassen, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 231 zu erzielen.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Steuern einer Motordrehzahl des Motors gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion F umfassen, um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor 231 in der vorbestimmten Motorposition anhält.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Abbremsen des Verbrennungsmotors 231 umfassen, um eine vorherrschende Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 231 zu reduzieren.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Wählen der vorbestimmten Motorposition aus einer Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen umfassen.
Das Computerprogramm P kann Routinen zum Wählen der vorbestimmten Motorposition als die Motorruheposition unmittelbar vor einer Motorbezugsposition umfassen.
Das Programm P kann in ausführbarer Form oder in komprimierter Form in einem Speicher 560 und/oder in einem Schreib-/Lese-Speicher 550 gespeichert sein.
Wenn gesagt wird, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 eine bestimmte Funktion ausführt, bedeutet dies, dass sie einen gewissen Teil des Programms, das in dem Speicher 560 gespeichert ist, oder einen gewissen Teil des Programms, das in dem Schreib-/Lese-Speicher 550 gespeichert ist, ausführt.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 510 kann über einen Datenbus 515 mit einem Datenanschluss 599 kommunizieren. Der nicht flüchtige Speicher 520 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512 gedacht. Der separate Speicher 560 ist dazu gedacht, über einen Datenbus 511 mit der Datenverarbeitungseinheit 510 zu kommunizieren. Der Schreib-/Lese-Speicher 550 ist angeordnet, um über einen Datenbus 514 mit der Datenverarbeitungseinheit 510 zu kommunizieren. Die Verbindungen L210, L220, L230, L231, L240, L241 und L251 können beispielsweise an den Datenanschluss 599 angeschlossen sein (siehe 2a und 2b).
Wenn Daten an dem Datenanschluss 599 empfangen werden, werden sie zeitweilig in dem zweiten Speicherelement 540 gespeichert. Wenn empfangene Eingabedaten zeitweilig gespeichert wurden, wird die Datenverarbeitungseinheit 510 vorbereitet, um eine Codeausführung durchzuführen, wie zuvor beschrieben.
Teile der hier beschriebenen Verfahren können von der Vorrichtung 500 anhand der Datenverarbeitungseinheit 510 ausgeführt werden, die das Programm ausführt, das in dem Speicher 560 oder dem Schreib-/Lese-Speicher 550 gespeichert ist. Wenn die Vorrichtung 500 das Programm ausführt, werden die hier beschriebenen Verfahren ausgeführt.
Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird zur Erläuterung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die beschriebenen Varianten einzuschränken. Dem Fachmann werden offensichtlich zahlreiche Änderungen und Variationen einfallen. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen am besten zu erklären und es dadurch dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den diversen Änderungen, die für die beabsichtigte Verwendung geeignet sind, zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7527580 B2 [0003]

Claims

Verfahren zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors (231), umfassend folgenden Schritt: – Identifizieren (S410) eines Abschaltsignals; gekennzeichnet durch folgenden Schritt: – Steuern (S420) der Kraftstoffzufuhr des Motors, um den Verbrennungsmotor (231) in einer vorbestimmten Motorposition anzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend folgenden Schritt: – Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors (231) zu erzielen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend folgenden Schritt: – Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors (231) zu erzielen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend folgenden Schritt: – Steuern einer Motordrehzahl (N_eng) des Verbrennungsmotors (231) gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion (F), um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor (231) in der vorbestimmten Motorposition anhält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend folgenden Schritt: – Abbremsen (S430) des Verbrennungsmotors (231), um eine vorherrschende Motordrehzahl (N_eng) des Verbrennungsmotors (231) zu reduzieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend folgenden Schritt: – Wählen der vorbestimmten Motorposition aus einer Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen.
Verfahren nach Anspruch 6, umfassend folgenden Schritt: – Wählen der vorbestimmten Motorposition als Motorruheposition unmittelbar vor einer Motorbezugsposition.
System zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors, umfassend: – Mittel (200; 210) zum Identifizieren des Abschaltsignals; gekennzeichnet durch: – Mittel (200; 210) zum Steuern der Kraftstoffzufuhr des Motors, um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor (231) in einer vorbestimmten Motorposition anhält.
System nach Anspruch 8, umfassend: – Mittel (200; 210) zum Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine gewünschte Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors (231) zu erzielen.
System nach Anspruch 8 oder 9, umfassend: – Mittel (200; 210) zum Wählen der vorbestimmten Motorposition, um eine möglichst schnelle Bestimmung einer tatsächlichen Motorposition während eines nachfolgenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors (231) zu erzielen.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend: – Mittel (200; 210; 220) zum Steuern einer Motordrehzahl (N_eng) des Verbrennungsmotors (231) gemäß einer gewünschten vorbestimmten Funktion (F), um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor (231) in der vorbestimmten Motorposition anhält.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, umfassend: – Mittel (200; 210) zum Abbremsen des Verbrennungsmotors (231), um eine vorherrschende Motordrehzahl (N_eng) des Verbrennungsmotors (231) zu reduzieren.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, umfassend: – Mittel (200; 210) zum Wählen der vorbestimmten Motorposition aus einer Anzahl von verfügbaren Motorruhepositionen.
System nach Anspruch 13, umfassend: – Mittel (200; 210) zum Wählen der vorbestimmten Motorposition als die Motorruheposition unmittelbar vor einer Motorbezugsposition.
Fahrzeug (100; 110), umfassend ein System (289) nach einem der Ansprüche 8 bis 14.
Fahrzeug (100; 110) nach Anspruch 15, wobei das Fahrzeug eines von einem Lastwagen, einem Bus oder einem Personenkraftwagen ist.
Computerprogramm (P) zum Steuern des Abschaltens eines Verbrennungsmotors, wobei das Computerprogramm (P) Programmcode umfasst, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuereinheit (200; 500) oder ein Computer (210; 500), der an die elektronische Steuereinheit (200; 500) angeschlossen ist, die Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt.
Computerprogrammprodukt, das Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, um die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einer elektronischen Steuereinheit (200; 500) oder einem Computer (210; 500), der an die elektronische Steuereinheit (200; 500) angeschlossen ist, läuft.