DE10360795B4 - Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine, wobei in einer Voreinstellphase eine erste Verstelleinrichtung aktivierbar ist, die nach Beendigung des regulären Betriebes der Brennkraftmaschine angesteuert wird und die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in eine vorgebbare Winkelstellung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Korrekturphase, die unmittelbar an die Voreinstellphase anschließt, eine zweite Verstelleinrichtung (V2M1, V2M2) aktivierbar ist, die nach Beendigung der Voreinstellphase derart angesteuert wird, dass eine Feineinstellung der Winkelstellung der Kurbelwelle (KW) der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung einer Auslaufsteuerung nach dem Oberbegriff nach Patentanspruch 6.
  • Beim Einschalten einer Brennkraftmaschine mit elektronisch geregelter Zündung und/oder Einspritzung besteht das Problem, dass die tatsächlich vorliegende Winkelstellung der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und damit die Zylindereinstellung nicht bekannt ist. Erst nachdem sich die Wellen (Kurbelwelle und Nockenwelle) der Brennkraftmaschine drehen, liefern die zugeordneten Sensoren, die mit den Wellen verbundene Geberräder abtasten, auswertbare Ausgangssignale, aus denen die momentane Winkelstellung der Kurbelwelle und der Nockenwelle ermittelt werden kann. Dadurch kommt es einerseits zu einem schnellen Verschleiß der Bauteile, andererseits ist nur eine relativ schlechte Startdynamik erzielbar. Derzeit sind zwei verschiedene Arten von Vorrichtungen bzw. Verfahren bekannt, durch die ein schneller Start der Brennkraftmaschine möglich ist.
  • Die DE 197 41 294 A1 beschreibt einen Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelten oder koppelbaren elektrischen Maschine, wobei die elektrische Maschine in Motor- oder Generatorbetrieb schaltbar ist.
  • Beim Start wird die Kurbelwelle über die im Motorbetrieb geschaltete elektrische Maschine in eine vorgebbare Startposition gebracht und bei Erreichen der Startposition der Kurbelwelle erfolgt die Zündung des in einen Startzylinder eingespritzten Kraftstoffs. Zusätzlich kann bereits beim Abstellen des Verbrennungsmotors bzw. der Brennkraftmaschine durch geeignete Maßnahmen eine günstige Position des Startzylinders erreicht werden. Bei dem in der Schrift beschriebenem Antrieb erfolgt eine Auslaufsteuerung beim Abstellen der Brennkraftmaschine und eine zweite Steuerung bzw. Einstellung beim Start der Brennkraftmaschine, was sich negativ auf die Startdynamik auswirkt.
  • Aus der EP 939 859 B1 ist ebenfalls ein Antrieb für ein Kraftfahrzeug zur Steuerung für eine Kurbelwellen-Startpositionierung bekannt. Die Positionierung erfolgt jedoch lediglich unmittelbar vor dem Start der Brennkraftmaschine.
  • Im Gegensatz dazu ist aus der DE 100 30 001 A1 eine Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine bekannt. Es ist wenigstens eine Verstelleinrichtung aktivierbar, die nach Beendigung des regulären Betriebs der Brennkraftmaschine angesteuert wird und die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und/oder die Nockenwelle der Brennkraftmaschine in eine vorgebbare Winkelstellung bewegt. Die Auslaufsteuerung kann keine exakte Positionierung der Kurbelwelle bzw. der Nockenwelle vornehmen.
  • Aus der DE 199 60 984 A1 ist ebenso lediglich eine Auslaufsteuerung bekannt, welche die Brennkraftmaschine nicht in eine exakte Position bringt.
  • Zum weiteren technischen Umfeld wird noch auf die DE 31 17 144 A1 und die US 5 447 143 verwiesen.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist, eine verbesserte Auslaufsteuerung bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung einer verbesserten Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine anzugeben um eine schnelle Startdynamik zu erzielen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Auslaufsteuerung nach Patentanspruch 1, sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung einer Auslaufsteuerung nach Patentanspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine, wobei in einer Voreinstellphase eine erste Verstelleinrichtung aktivierbar ist, die nach Beendigung des regulären Betriebes der Brennkraftmaschine angesteuert wird und die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in eine vorgebbare Winkelstellung bewegt, zeichnet sich dadurch aus, dass in einer Korrekturphase, die unmittelbar an die Voreinstellphase anschließt, eine zweite Verstelleinrichtung aktivierbar ist, die nach Beendigung der Voreinstellphase derart angesteuert wird, dass eine Feineinstellung der Winkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.
  • Die erfindungsgemäße Auslaufsteuerung hat den Vorteil, dass einerseits die Brennkraftmaschine in einer genau definierten Lage abgestellt wird und dass andererseits die Brennkraftmaschine beim Startwunsch ohne Verzögerung gestartet werden kann.
  • Die Voreinstellphase findet unmittelbar nach Beendigung des regulären Betriebs der Brennkraftmaschine, also wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine aufgrund eines Stoppsignals unterbrochen wird, statt. Das Stoppsignal tritt bspw. beim Drehen des Zündschlüssels, durch Betätigung einer Stopptaste oder bei einer Start-Stopp-Automatik auf. Die erste Verstelleinrichtung wird in dieser Phase bspw. nach einem aus der genannten Offenlegungsschrift DE 100 30 001 bekannten Verfahren angesteuert. So kann bspw. die erste Verstelleinrichtung vom Starter oder Generator angesteuert werden, um die Kurbelwelle in die vorgebbare Winkelstellung zu bewegen. Es wäre auch möglich, durch eine Steuerung der Einspritzung in den Zylinder im Nachlauf die vorgebbare Abstelllage der Brennkraftmaschine zu erreichen.
  • Da aufgrund der genannten Verstellmöglichkeiten durch die erste Verstelleinrichtung eine exakte Einstellung in die vorgebbare Winkelstellung sehr schwierig bzw. nicht möglich ist, schließt sich erfindungsgemäß unmittelbar an die Einstellphase die Korrekturphase durch die zweite Verstelleinrichtung an. Die erste und zweite Verstelleichrichtung können in einer Verstelleinrichtung zusammengefasst oder identisch sein. In der Korrekturphase wird die bereits in der Einstellphase durch geführte Verstellung der Kurbelwelle korrigiert, um eine exakte Winkelposition, die vorgebbar ist, zu erreichen. Die vorgebbare bzw. die durch die Korrektur erreichte Winkelposition wird anschließend in einem Speicher abgelegt, wodurch sie beim Starten der Brennkraftmaschine dem Steuergerät, das die Zündung und Einspritzug in die Zylinder steuert, zur Verfügung steht.
  • Die zweite Verstelleinrichtung kann in Abhängigkeit von einer ermittelten Kurbelwellenstellung angesteuert werden. Die Kurbelwellenstellung kann mittels Sensoren nach bereits bekannten Verfahren ermittelt werden. Die Sensoren sollten die Kurbelwellenposition möglichst genau erfassen, damit durch die zweite Verstelleinrichtung während der Korrekturphase die vorgebbare Winkelposition exakt eingestellt werden kann. Der Sensor kann entweder sein Signal direkt von der Kurbelwelle oder von einem mit der Kurbelwelle verbundenen Geberrad erhalten. In Abhängigkeit davon, wie weit die vorgebbare Winkelstellung der Kurbelwelle von der durch den Sensor ermittelten tatsächlichen Kurbelwellenstellung abweicht, wird die zweite Verstelleinrichtung unterschiedlich angesteuert.
  • Die zweite Verstelleinrichtung kann einen elektrischen Aktuator und/oder einen elektromechanischen Aktuator und/oder einen mechanischen Aktuator und/oder einen hydraulischen Aktuator und/oder einen pneumatischen Aktuator umfassen. Vorteilhafterweise handelt es bei dem Aktuator um zumindest einen Magneten. Dieser kann durch eine geeignete Bestromung die Kurbelwelle in die exakte Winkelposition bringen. In Abhängigkeit von der Bestromung (positiv oder negativ), wird die Kurbelwelle in oder gegen die Laufrichtung gedreht. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, zwei Magneten in der zweiten Verstelleinrichtung vorzusehen, wobei bei Bestromung des einen Magneten die Kurbelwelle in eine Laufrichtung und bei Bestromung des zweiten Magneten, die Kurbelwelle in die andere Laufrichtung verstellt wird. Anstelle der Magneten können aber auch andere Aktuatoren, wie bspw. mechanische Aktuatoren oder hydraulische Aktuatoren oder eine Kombination aus verschiedenen Aktuatoren verwendet werden.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung einer Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten Verstelleinrichtung, die in einer Voreinstellphase aktivierbar ist und nach Beendigung des regulären Betriebes der Brennkraftmaschine von einem Steuergerät angesteuert wird und die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in eine vorgebbare Winkelstellung bewegt, zeichnet sich dadurch aus, dass eine zweite Verstelleinrichtung vorhanden ist, die in einer Korrekturphase, die unmittelbar an die Voreinstellphase anschließt, aktivierbar ist und nach Beendigung der Voreinstellphase von einem Steuergerät derart angesteuert wird, dass eine Feineinstellung der Winkelstellung der Kurbelwelle (KW) der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
    •
  • Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Antriebseinheit AE einer Brennkraftmaschine zur Durchführung der erfindungsgemäßen Auslaufsteuerung mit einer ersten Verstelleinrichtung V1 und einer zweiten Verstelleinrichtung, die zwei Magnete V2M1 und V2M2 umfasst. Die Antriebseinheit AE umfasst weiter ein Steuergerät ST, welches als Eingangssignale über einen Sensor S die exakte Winkelstellung der Kurbelwelle KW und weitere Eingangssignale ES erhält. Durch das Steuergerät ST wird eine erste Verstelleinrichtung V1 und eine zweite Verstelleinrichtung, welche die beiden Magnete V2M1 und V2M2 umfasst, aktiviert und angesteuert. Das Steuergerät liefert noch weitere Ausgangsignale AS.
  • Die erste Verstelleinrichtung V1 ist während der Auslaufsteuerung in einer Voreinstellphase aktivierbar und wird nach Beendigung des regulären Betriebs der Brennkraftmaschine vom Steuergerät ST durch Einspritzsignale und/oder Zündsignale für den Zylinder Z derart angesteuert, dass sich die Kurbelwelle KW der Brennkraftmaschine in eine vorgebbare Winkelstellung bewegt. In einer Korrekturphase der Auslaufsteuerung, die sich unmittelbar an die Voreinstellphase anschließt, ist die zweite Verstelleinrichtung, welche die zwei Magneten V2M11 und V2M2 umfasst, aktivierbar, die nach Beendigung der Voreinstellphase vom Steuergerät ST durch Bestromung der Magneten V2M1 und V2M2 derart angesteuert wird, dass eine Feineinstellung der Winkelstellung der Kurbelwelle KW der Brennkraftmaschine vorgenommen wird. Wird der Magnet V2M1 bestromt, wird die Kurbelwelle KW in Laufrichtung LR gedreht, wird der Magnet V2M2 bestromt, wird die Kurbelwelle KW gegen die Laufrichtung LR gedreht. Durch geeignete Bestromung der beiden Magneten V2M1 und V2M2 der zweiten Verstelleinrichtung kann während der Korrekturphase der Auslaufsteuerung eine äußerst genaue Winkeleinstellung der Kurbelwelle KW vornehmen werden. Der bei Verdrehung der Kurbelwelle KW nicht aktive Magnet V2M1 bzw. V2M2 kann zusätzlich derart angesteuert werden, dass die Drehung der Kurbelwelle KW reduziert bzw. gestoppt wird. Die zweite Verstelleinrichtung wird in Abhängigkeit der durch den Sensor S ermittelten Kurbelwellenstellung angesteuert.

Claims (5)

  1. Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine, wobei in einer Voreinstellphase eine erste Verstelleinrichtung aktivierbar ist, die nach Beendigung des regulären Betriebes der Brennkraftmaschine angesteuert wird und die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in eine vorgebbare Winkelstellung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Korrekturphase, die unmittelbar an die Voreinstellphase anschließt, eine zweite Verstelleinrichtung (V2M1, V2M2) aktivierbar ist, die nach Beendigung der Voreinstellphase derart angesteuert wird, dass eine Feineinstellung der Winkelstellung der Kurbelwelle (KW) der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.
  2. Auslaufsteuerung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verstelleinrichtung (V2M1, V2M2) in Abhängigkeit von einer ermittelten Kurbelwellenstellung angesteuert wird.
  3. Auslaufsteuerung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verstelleinrichtung (V2M1, V2M2) einen elektrischen Aktuator und/oder einen elektromechanischen Aktuator und/oder einen mechanischen Aktuator und/oder einen hydraulischen Aktuator und/oder einen pneumatischen Aktuator umfasst.
  4. Auslaufsteuerung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator zumindest ein Magnet ist.
  5. Vorrichtung zur Durchführung einer Auslaufsteuerung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten Verstelleinrichtung, die in einer Voreinstellphase aktivierbar ist und nach Beendigung des regulären Betriebes der Brennkraftmaschine von einem Steuergerät angesteuert wird und die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in eine vorgebbare Winkelstellung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Verstelleinrichtung (V2M1, V2M2) vorhanden ist, die in einer Korrekturphase, die unmittelbar an die Voreinstellphase anschließt, aktivierbar ist und nach Beendigung der Voreinstellphase von einem Steuergerät (ST) derart angesteuert wird, dass eine Feineinstellung der Winkelstellung der Kurbelwelle (KW) der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.
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