-
Stand der
Technik
-
Die Erfindung geht von einem Verfahren
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs
aus.
-
Es sind bereits Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine bekannt, bei denen einem Verbrennungsmotor
der Brennkraftmaschine mittels eines Verdichters Frischluft verdichtet
zugeführt
wird.
-
Eine besondere Betriebsart vorzugsweise
für direkteinspritzende
Brennkraftmaschinen nach dem Otto-Verfahren ist der sogenannte Direktstart.
Der Direktstart ist ein Start ohne Verwendung eines Hilfsantriebs
durch Einspritzung von Kraftstoff in einen Zylinder, dessen Ein-
und Auslassventile geschlossen sind, und nachfolgende Entflammung
durch einen Zündfunken.
Das erzeugte Moment löst
eine Bewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aus, die Verbrennungen
in weiteren Zylindern ermöglicht und
somit einen Hochlauf des Verbrennungsmotors ermöglicht. Gerade für einen
Start-Stop-Betrieb, d. h. ein automatisiertes Abstellen des Verbrennungsmotors
an Ampeln und ähnlichem,
ist der schnelle und geräuscharme
Start vorteilhaft. Üblich
ist eine Erkennung des stehenden Fahrzeugs durch eine Logik, die bei
Vorliegen weiterer Bedingungen, z. B. beim Auskuppeln oder im Falle
eines Automatikgetriebes bei dessen Stellung in Neutralposition,
mit Hilfe der vorhandenen Steuerung den Motor abstellt und bei bestimmten
Fahrerreaktionen, wie beispielsweise Einkuppeln, automatisch den
Verbrennungsmotor wieder startet.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen
des Hauptanspruches hat demgegenüber
den Vorteil, dass der Verdichter bei einem Auslauf des Verbrennungsmotors
zur Füllung
mindestens eines Zylinders aktiviert wird, der in einer für einen
nachfolgenden Direktstart geeigneten Position zum Stillstand kommt.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der mindestens
eine Zylinder für
den nachfolgenden Direktstart ausreichend mit Frischluft gefüllt ist.
Die Zuverlässigkeit
des Direktstarts wird auf diese Weise erhöht.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn
der Verdichter unabhängig
von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Auf diese Weise wird
sichergestellt, dass beim Auslauf des Verbrennungsmotors, bei dem
ein abhängig
von der Brennkraftmaschine angetriebener Verdichter, wie beispielsweise
ein Abgasturbolader, gegebenenfalls nicht mehr die erforderliche
Verdichtungsleistung bringt, die für eine ausreichende Füllung des
mindestens einen Zylinders erforderliche Verdichtung der zugeführten Frischluft dennoch
aufgebracht werden kann.
-
Ein weiterer Vorteil ergibt sich,
wenn als Verdichter ein elektrisch betriebener Lader verwendet wird.
Auf diese Weise lässt
sich ein unabhängig
von der Brennkraftmaschine angetriebener Verdichter besonders einfach
realisieren.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn
der Verdichter abhängig
von der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine aktiviert wird. Auf
diese Weise lässt sich
einerseits ein Auslauf des Verbrennungsmotors sicher detektieren.
Andererseits lässt
sich auch eine Voraussage treffen, wie viele Umdrehungen der Verbrennungsmotor
noch bis zum Motorstillstand durchführen wird. Somit kann die Aktivierung
des Verdichters weitestmöglich
hinausgezögert
werden und Energie eingespart werden.
-
Ein Vorteil ergibt sich auch, wenn
der Verdichter abhängig
von einem Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine derart aktiviert wird,
dass in den mindestens einen Zylinder zumindest während der
letztmaligen Öffnung
des Einlassventils des mindestens einen Zylinders vor dem Motorstillstand
Frischluft gefüllt
werden kann. Auf diese Weise lässt
sich der Einsatz des Verdichters noch präziser einstellen, sodass die
Aktivierung des Verdichters auf den mindestens erforderlichen Zeitraum
beschränkt
werden kann. Dies führt
zu einer weiteren Energieeinsparung.
-
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn der
Verdichter zumindest bis zum letztmaligen Schließen des Einlass- und des Auslassventils
des mindestens einen Zylinders vor dem Motorstillstand aktiviert
bleibt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Frischluftfüllung in
dem mindestens einen Zylinder für
einen nachfolgenden Direktstart erhalten bleibt.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn
der Verdichter abhängig
von einem Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine derart aktiviert wird,
dass in den mindestens einen Zylinder zumindest während einer letztmaligen Überschneidung
der Öffnung
von Einlass- und Auslassventil des mindestens einen Zylinders vordem
Motorstillstand Frischluft gefüllt
werden kann. Auf diese Weise lässt
sich nicht nur die Füllung des
mindestens einen Zylinders mit Frischluft für den nachfolgenden Direktstart
gewährleisten,
sondern auch das Rückströmen von
Restgas aus einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine in den Brennraum des
mindestens einen Zylinders verhindern. Dies verbessert die Zündungs-
und Verbrennungseigenschaften des im Brennraum des mindestens einen Zylinders
für einen
nachfolgenden Direktstart vorliegenden Luft-/Kraftstoffgemisches.
-
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn der
Verdichter derart angesteuert wird, dass der Brennraum des mindestens
einen Zylinders nach dem letztmaligen Schließen des Einlass- und des Auslassventils
vor dem Motorstillstand maximal mit Frischluft gefüllt ist. Auf
diese Weise werden die Zündungs-
und Verbrennungseigenschaften des im Brennraum des mindestens einen
Zylinders für
einen nachfolgenden Direktstart vorliegenden Luft-/Kraftstoffgenusches
optimiert.
-
Ein weiterer Vorteil ergibt sich,
wenn der Verdichter derart angesteuert wird, dass ein Rückströmen von
Restgas aus einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine in den Brennraum
des mindestens einen Zylinders weitestgehend vermieden wird. Auf diese
Weise werden ebenfalls die Zündungs-
und Verbrennungseigenschaften des im Brennraum des mindestens einen
Zylinders für
einen nachfolgenden Direktstart vorliegenden Luft-/Kraftstoffgemisches optimiert.
-
Zeichnung
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 ein Blockschaltbild
einer Brennkraftmaschine und 2 einen
Ablaufplan für
einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
In 1 kennzeichnet
1 eine Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst
dabei einen Verbrennungsmotor 10, der beispielsweise als
Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Im Folgenden
soll beispielhaft angenommen werden, dass der Verbrennungsmotor 10 als
Ottomotor ausgebildet ist. Dem Ottomotor 10 ist über eine
Luftzufuhr 45 Frischluft zugeführt. In der Luftzufuhr 45 ist
ein erster Verdichter 5 angeordnet, der unabhängig von
der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird. Der erste Verdichter 5 kann
bspw. elektrisch unter Verwendung eines Elektromotors angetrieben
sein. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass der
erste Verdichter 5 elektrisch angetrieben ist. Optional und
wie in 1 gestrichelt
dargestellt kann in der Luftzufuhr 45 in Strömungsrichtung
der Frischluft, die in 1 durch
einen Pfeil gekennzeichnet ist, dem ersten Verdichter 5 nachfolgend
ein zweiter Verdichter 50 angeordnet sein. Der zweite Verdichter 50 kann
dabei abhängig
von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben sein. Im vorliegenden
Beispiel ist der zweite Verdichter 50 von einer Turbine 85 in
einem Abgasstrang 35 über
eine Welle 90 angetrieben und bildet daher mit der Turbine 85 und
der Welle 90 einen Abgasturbolader. Die Turbine 85 und
die Welle 90 sind dabei ebenfalls optional vorgesehen und
in 1 gestrichelt dargestellt.
Dem zweiten Verdichter 50 in Strömungsrichtung der Frischluft
nachfolgend ist in der Luftzufuhr 45 eine Drosselklappe 40 zur
Einstellung des Luftmassenstroms angeordnet. Die Frischluft wird
einem Brennraum 30 mindestens eines Zylinders 15 des
Verbrennungsmotors 10 über ein
Einlassventil 20 zugeführt.
Dem Brennraum 30 ist über
ein Einspritzventil 55 Kraftstoff zuführbar. Das auf diese Weise
in den Brennraum 30 gelangende Luft-/Kraftstoffgemisch
wird mittels einer Zündkerze 60 gezündet. Auf
diese Weise wird ein Kolben 65 des mindestens einen Zylinders 15 angetrieben,
der seinerseits in den Fachmann bekannter Weise eine Kurbelwelle 70 der
Brennkraftmaschine 1 antreibt. Im Bereich des Verbrennungsmotors 10 ist
ein Kurbelwinkelsensor 75 angeordnet, der den aktuellen
Kurbelwinkel erfasst und an eine Steuerung 80, beispielsweise
eine Motorsteuerung, zur weiteren Auswertung weiterleitet. Das bei
der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches dein Brennraum 30 entstandene
Abgas wird über
ein Auslass ventil 25 in den Abgasstrang 35 ausgestoßen. Die
Strömungsrichtung
des Abgases ist in 1 ebenfalls
durch einen Pfeil gekennzeichnet. Die Motorsteuerung 80 steuert den Öffnungsgrad
der Drosselklappe 40 zur Einstellung eines gewünschten
Luftmassenstromes in der Luftzufuhr 45 an. Ferner steuert
die Motorsteuerung 80 das Einspritzventil 55 zur
Einstellung eine einzuspritzenden Kraftstoffmasse beispielsweise
zur Erzielung eines vorgegebenen Lambda-Wertes an. Ferner steuert
die Motorsteuerung 80 die Zündkerze 60 zur Einstellung
eines vorgegebenen Zündzeitpunktes
an. Weiterhin steuert die Motorsteuerung 80 des Einlassventils 20 und
das Auslassventil 25 zur Einstellung vorgegebener Öffnungs-
und Schließungszeiten
im Rahmen einer voll variablen Ventilsteuerung an. Alternativ kann
die Öffnung
und Schließung
des Einlassventils 20 und des Auslassventils 25 durch
jeweils eine mit der Kurbelwelle in dem Fachmann bekannter Weise
zusammenwirkende Nockenwelle bewirkt werden. Die Motorsteuerung 80 steuert weiterhin
den in 1 nicht dargestellten
Elektromotor des ersten Verdichters 5 zur Einstellung einer
gewünschten
Verdichterleistung an. Ferner steuert die Motorsteuerung 80 in
diesem Beispiel optional ein Wastegate der Turbine 85 an,
um die Verdichterleistung des Abgasturboladers zu regeln.
-
Die Einstellung des Luftmassenstroms,
der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und des Zündzeitpunktes dient der Umsetzung
eines beispielsweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein
Fahrpedal vorgegebenes Fahrerwunschmoment. Dieses kann durch Verdichtung
mittels des ersten Verdichters 5 und/oder des zweiten Verdichters 50 noch
erhöht
werden.
-
Im Falle eines Dieselmotors ist die
Drosselklappe 40 und die Zündkerze 60 nicht vorgesehen. Ferner
kann der Verbrennungsmotor 10 einen oder mehrere Zylinder
umfassen.
-
Der erfolgreiche Direktstart erfordert
ein geeignetes Abstellen des Verbrennungsmotors 10. das Abstellen
umfasst das Herbeiführen
einer für
den Direktstart geeigneten Kurbelwellenposition. Eine geeignete
Kurbelwellenposition liegt vor, wenn der mindestens eine Zylinder
des Verbrennungsmotors 10 in einer Vorzugslage für den sicheren
Direktstart zum Stillstand kommt. Eine solche Vorzugslage liegt
vor, wenn ein Zylinder in einer Arbeitsphase etwa einen ersten vorgegebenen
Kurbelwinkel nach einem oberen Zündtotpunkt
zum Stillstand kommt. Auf diese Weise kann der Zylinder in der Arbeitsphase
bei geeignetem ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen
Zündtotpunkt
für einen
Direktstart durch Einspritzung bei stehendem Verbrennungsmotor und Zündung nach
erfolgter Gemischbildung verwendet werden. Der Motorhochlauf erfolgt
dann ohne Betäti gung
eines Anlassers. Das Erreichen der Vorzugslage kann dabei in dem
Fachmann bekannter Weise durch geeignete Eingriffe mittels der Motorsteuerung 80 realisiert
werden.
-
Eine bekannte Maßnahme zur Leistungssteigerung
von Motoren ist die Aufladung. Eine bekannte Lösung ist der Einsatz eines
Abgasturboladers wie in 1 dargestellt.
-
Hauptnachteil ist dabei eine erforderliche Mindestdrehzahl
des Verbrennungsmotors 10, die den für die Aufladung durch Abgasturbolader
erforderlichen Abgasmassenstrom bereitstellt. Mittels des ersten
Verdichters 5, in diesem Beispiel des elektrisch betriebenen
Laders, lässt
sich auch für
den Betriebsbereich der Brennkraftmaschine 1, in dem der Abgasturbolader
nicht betrieben werden kann, also unterhalb der Mindestdrehzahl,
die erforderliche Aufladung realisieren. Auf diese Weise kann mittels
des ersten Verdichters 5 unabhängig von der Motordrehzahl
und damit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 spontan
eine Aufladung bewirkt werden und das so genannte Turboloch vermieden
werden. Der erste Verdichter 5 wird im normalen Eahrbetrieb dann
aktiviert, wenn rer Fahrer ein großes Moment vom Verbrennungsmotor 10 fordert
und der Abgasturbolader noch keinen wesentlichen Ladeeffekt leisten
kann.
-
Erfindungsgemäß wird nun der erste Verdichter 5 auch
während
des Auslaufens des Verbrennungsmotors 10 aktiviert, um
einen nachfolgenden Direktstart zu ermöglichen. Der erste Verdichter 5 wird
dabei beim Auslauf des Verbrennungsmotors 10 zur Füllung des
mindestens einen Zylinders 15 aktiviert, der in einer für den nachfolgenden
Direktstart geeigneten Position, der oben beschriebenen Vorzugslage,
zum Stillstand kommt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden,
das für
den nachfolgenden Direktstart der mindestens eine Zylinder 15 ausreichend
mit Frischluft gefüllt
ist, um den Direktstart erfolgreich zu ermöglichen. Die Aktivierung des
ersten Verdichters 5 kann abhängig von der Motordrehzahl
erfolgen. Die Motordrehzahl kann in der Motorsteuerung 80 aus
dem zugeführten
Kurbelwinkelsignal des Kurbelwinkelsensors 75 durch zeitliche
Ableitung ermittelt werden. Anhand der Motordrehzahl kann die Motorsteuerung 80 erkennen,
ob ein Auslauf des Verbrennungsmotors 10 vorliegt. Dazu
kann bspw. die Motorsteuerung 80 prüfen, ob die Motordrehzahl einen
vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Der vorgegebene Schwellwert
kann dabei so gewählt
werden, dass er zwischen einer Leerlaufdrehzahl und 0 liegt. Vorteilhafterweise
liegt der vorgegebene Schwellwert dabei erheblich unter der Leerlaufdrehzahl,
um eine Fehldetektion des Auslaufens des Verbrennungsmotors 10 zu
vermeiden. Wenn also der vorgegebene Schwellwert durch die Motordrehzahl
unterschritten wird, zu ist mit großer Sicherheit davon auszugehen,
dass der Verbrennungsmotor 10 ausläuft. Die Motorsteuerung 80 kann ferner
den zeitlichen Gra dienten der Motordrehzahl ermitteln und daraus
ableiten, wie viele Umdrehungen die Kurbelwelle noch bis zum Motorstillstand
machen wird. Zur Füllung
des mindestens einen Zylinders 15 für den nachfolgenden Direktstart
reicht es aus, wenn der erste Verdichter 5 für das letztmalige Öffnen des
Einlassventils 20 vor dem Motorstillstand aktiviert wird.
Auf diese Weise kann Energie für
den Betrieb des ersten Verdichters 5 eingespart werden. Wenn
wie im vorliegenden Beispiel der erste Verdichter 5 elektrisch
angetrieben wird und die Brennkraftmaschine ein Fahrzeug antreibt,
so kann auf diese Weise die Bordnetzbelastung auf ein Minimum reduziert
werden. Der erste Verdichter 5 kann also abhängig von
der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 1 derart aktiviert
werden, dass seine Verdichterleistung spätestens bei der letzten Umdrehung
der Kurbelwelle aufgebaut wird.
-
Eine noch präzisere Ansteuerung des ersten Verdichters 5 wird
ermöglicht,
wenn der erste Verdichter 5 auch abhängig von einem Kurbelwinkel
der Brennkraftmaschine 1 derart aktiviert wird, dass in den
mindestens einen Zylinder 15, der für den nachfolgenden Direktstart
in die beschriebenen Vorzugslage gebracht werden soll, zumindest
während
der letztmaligen Öffnung
des Einlassventils 20 des mindestens einen Zylinders 15 vor
dem Motorstillstand Frischluft gefüllt werden kann. Dies reicht
aus, um den mindestens einen Zylinder 15 für den nachfolgenden
Direktstart vorzubereiten. Der erste Verdichter 5 kann
zwar auch schon vor dem letztmaligen Öffnen des Einlassventils 20 des
mindestens einen Zylinders 15 aktiviert werden, sodass
der mindestens eine Zylinder 15 bzw. dessen Brennraum 30 mehrmals
vor dem Motorstillstand mit Frischluft gefüllt wird. Für den nachfolgenden Direktstart
ist es aber ausreichend, den ersten Verdichter 5 nur für das letztmalige Öffnen des
Einlassventils 20 für
die Erzeugung der für
den nachfolgenden Direktstart notwendigen Füllung des mindestens einen
Zylinders 15 zu aktivieren. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch
für die
Aktivierung des ersten Verdichters 5 minimiert werden.
Die Aktivierung des ersten Verdichters 5 erfolgt dann,
wenn die Motorsteuerung 80 den Kurbelwinkel detektiert,
bei dein für
die aus der Motordrehzahl abgeleitete letzte Umdrehung der Kurbelwelle
vor dem Motorstillstand, bei der das Einlassventil 20 des
mindestens einen Zylinders 15 letztmalig geöffnet wird,
die Öffnung
des Einlassventils 20 erfolgt. Dabei kann erste Verdichter 5 auch
kurz vor Öffnen
des Einlassventils 20 aktiviert werden, damit der erste
Verdichter 5 beim Öffnen
des Einlassventils 20 bereits auf seine gewünschte Verdichterleistung hoch
gelaufen ist.
-
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn der
erste Verdichter 5 zumindest bis zum letztmaligen Schließen des
Einlass- und des Auslassventils 20,25 des mindestens
einen Zylinders 15 vor dem Motorstillstand aktiviert bleibt.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die durch die Verdichterleistung
des ersten Verdichters 5 bewirkte Füllung des mindestens einen
Zylinders 15 auch im mindestens einen Zylinder 15 verbleibt,
sodass der nachfolgende Direktstart sichergestellt wird.
-
Für
den Fall, dass der Verbrennungsmotor 10 mit zeitlicher Überschneidung
der Öffnung
des Einlassventils 20 und des Auslassventils 25 betrieben
wird, kann es in vorteilhafter Weise weiterhin vorgesehen sein,
dass der erste Verdichter 5 abhängig von Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine 1 derart aktiviert
wird, dass in den mindestens einen Zylinder 15 zumindest
während
einer letztmaligen Überschneidung
der Öffnung
von Einlass- und Auslassventil 20,25 des mindestens
einen Zylinders 15 vor dem Motorstillstand Frischluft gefüllt werden
kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Rückstrom
von Restgas aus dem Abgasstrang 35 in den Brennraum 30 durch
den seitens des ersten Verdichters 5 aufgebauten Verdichterdrucks
auf der Seite der Luftzufuhr 45, der so genannten Saugseite
des Verbrennungsmotors 10, im wesentlichen verhindert wird.
Dabei kann der erste Verdichter 5 bereits vor der letztmaligen Überschneidung
der Öffnung
des Einlass- und des Auslassventils 20,25 des
mindestens einen Zylinders 15 aktiviert werden, um den Rückstrom
von Restgas sicher zu vermeiden.
-
Für
den Fall, dass die Verdichtungsleistung des ersten Verdichters 5 variabel
einstellbar und von der Motorsteuerung 80 vorgebbar ist,
lässt sich
die Füllung
des mindestens einen Zylinders 15 sowie die Vermeidung
des Rückströmens von
Restgas auch quantitativ beeinflussen. Die Verdichtungsleistung des
ersten Verdichters 5 kann beispielsweise durch Variation
seiner Drehzahl beeinflusst werden. Die Motorsteuerung 80 kann
dabei in diesem Beispiel den Elektromotor des ersten Verdichters 5 zu
ansteuern, dass sich eine gewünschte
Drehzahl des ersten Verdichters 5 zur Einstellung eines
gewünschten
Verdichterdruckverhältnisses über dem
ersten Verdichter 5 einstellt. Dabei kann in der Motorsteuerung 80 ein
erstes Kennfeld abgelegt sein, das in Abhängigkeit einer einzustellenden
maximalen Füllung
des mindestens einen Zylinders 15 eine Drehzahl des ersten
Verdichters 5 vorgibt, mit der diese maximale Füllung beim
Auslauf des Verbrennungsmotors 10 in den mindestens einen
Zylinder 15 realisiert werden kann. Das erste Kennfeld
kann dabei bspw. auf einem Prüfstand
appliziert werden. Dabei kann es ausreichend sein, wenn ein Kompromiss
zwischen möglichst
geringer Drehzahl des ersten Verdichters 5 und möglichst
hoher, für
den nachfolgenden Direktstart ausreichender Füllung des mindestens einen
Zylinders 15 gewählt
wird, um den Energieverbrauch des ersten Verdichters 5 so
gering wie möglich
zu halten. Auf diese Weise kann der erste Verdichter 5 der art von
der Motorsteuerung 80 angesteuert werden, dass der Brennraum 30 des
mindestens einen Zylinders 15 nach dem letztmaligen Schließen des
Einlass- und des Auslassventils 20,25 vor dem
Motorstillstand maximal oder zumindest ausreichend mit Frischluft
gefüllt
ist.
-
In der Motorsteuerung 80 kann
weiterhin ein zweites Kennfeld abgelegt sein, das in Abhängigkeit einer
einzustellenden minimalen Restgasmenge im Brennraum 30 des
mindestens einen Zylinders 15 eine Drehzahl des ersten
Verdichters 5 vorgibt, mit der diese minimale Restgasmenge
beim Auslauf des Verbrennungsmotors 10 in dem mindestens
einen Zylinder 15 realisiert werden kann. Die minimale Restgasmenge
kann dabei so gewählt
sein, dass sie einen vernachlässigbaren
Rückstrom
von Restgas in den Brennraum 30 bedeutet. Auch das zweite
Kennfeld kann bspw. auf einem Prüfstand
appliziert werden. Dabei kann es wiederum ausreichend sein, wenn
ein Kompromiss zwischen möglichst
geringer Drehzahl des ersten Verdichters 5 und möglichst
geringer, für
den nachfolgenden Direktstart ausreichend niedriger Restgasmenge
im Brennraum 30 des mindestens einen Zylinders 15 gewählt wird,
um den Energieverbrauch des ersten Verdichters 5 so gering wie
möglich
zu halten. Auf diese Weise kann der erste Verdichter 5 derart
von der Motorsteuerung 80 angesteuert werden, dass ein
Rückströmen von
Restgas aus dem Abgasstrang 35 der Brennkraftmaschine 1 in
den Brennraum 30 des mindestens einen Zylinders 15 weitestgehend
vermieden wird.
-
Das Entfernen des Restgases ist bedeutsam,
um der ersten und zweiten Verbrennung beim Direktstart eine ausreichende
Luftfüllung
bereitzustellen. Nur die nach dem letztmaligen, Schließen des
Einlass- und des Auslassventils 20,25 im Brennraum 30 des
mindestens einen Zylinders 25 eingeschlossene Luftmenge
steht der ersten und zweiten Verbrennung des Direktstarts zur Verfügung und
bestimmt somit wesentlich das erzeugte Drehmoment und letztendlich
die Startqualität.
-
In 2 ist
ein Ablaufplan für
einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Nach dem Start des Programms wird bei einem Programmpunkt 100 von
der Motorsteuerung 80 in der beschriebenen Weise aus dem
Signal des Kurbelwinkelsensors 75 die Motordrehzahl abgeleitet.
Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt.
-
Bei Programmpunkt 105 prüft die Motorsteuerung 80,
ob die ermittelte Motordrehzahl den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt,
andernfalls wird zum Programmpunkt 100 zurück verzweigt.
-
Bei Programmpunkt 110 ermittelt
die Motorsteuerung 80 aus der Motordrehzahl und deren zeitlichen
Gradienten die Anzahl der noch verbleibenden Umdrehungen der Kurbelwelle
bis zum Motorstillstand. Aus dem Verlauf des Kurbelwinkels selbst
ermittelt die Motorsteuerung 80 den mindestens einen Zylinder 15,
der in der beschriebenen Vorzugslage für einen nachfolgenden Direktstart
zum Stillstand kommen wird und ermittelt denjenigen Kurbelwinkel, bei
dem oder kurz nach dem der mindestens eine Zylinder 15 letztmalig
vor dem Motorstillstand sein Einlassventil 20 und gegebenenfalls
gleichzeitig sein Auslassventil 25 geöffnet haben wird. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
-
Bei Programmpunkt 115 prüft die Motorsteuerung 80 anhand
des Signals des Kurbelwinkelsensors 75 und der daraus abgeleiteten
Umdrehung der Kurbelwelle 70, ob der bei Programmpunkt 110 ermittelte
Kurbelwinkel, bei dem oder kurz nach dein der mindestens eine Zylinder 15 letztmalig
vor dem Motorstillstand sein Einlassventil 20 und gegebenenfalls gleichzeitig
sein Auslassventil 25 geöffnet haben wird, vorliegt.
Ist dies der Fall, so zu einem Programmpunkt 120 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt.
-
Bei Programmpunkt 120 aktiviert
die Motorsteuerung 80 den ersten Verdichter 5 und
steuert in derart an, dass er mit einer Drehzahl betrieben wird, die
gemäß dem ersten
Kennfeld und dem zweiten Kennfeld zu einer maximalen Füllung und
einer minimalen Restgasmenge im Brennraum 30 des mindestens
einen Zylinders 15 führt.
Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 125 verzweigt.
-
Bei Programmpunkt 125 prüft die Motorsteuerung 80 durch
Auswertung des Signals des Kurbelwinkelsensors 75, ob das
Einlassventil 20 und das Auslassventil 25 letztmalig
geschlossen wurden. Ist dies der Fall, so zu einem Programmpunkt 130 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 140 verzweigt.
-
Bei Programmpunkt 130 deaktiviert
die Motorsteuerung 80 den ersten Verdichter 5.
Anschließend
wird das Programm verlassen.
-
Bei Programmpunkt 135 prüft die Motorsteuerung 80,
ob der Auslauf des Verbrennungsmotors 10 abgebrochen wurde.
Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 100 zurück verzweigt,
andernfalls wird zu Programmpunkt 115 zurück verzweigt.
Die Prüfung,
ob der Auslauf des Verbrennungsmotors 10 abgebrochen wurde,
kann derart erfolgen, dass die Motorsteuerung 80 prüft, ob die
Motordrehzahl wieder ansteigt oder die Leerlaufdrehzahl oder den
vorgegebenen Schwellwert wieder überschritten
hat. Ist dies der Fall, so wird von einem Abbruch des Auslaufs des
Verbrennungsmotors 10 ausgegangen. Andernfalls wird davon
ausgegangen, dass der Verbrennungsmotor 10 weiter ausläuft.
-
Bei Programmpunkt 140 prüft die Motorsteuerung 80 in
der zu Programmpunkt 135 beschriebenen Weise, ob der Auslauf
des Verbrennungsmotors 10 abgebrochen wurde. Ist dies der
Fall, so wird zu Programmpunkt 100 zurück verzweigt, andernfalls wird
zu Programmpunkt 120 zurück verzweigt.