EP1287257A1 - Starting method and device for internal combustion engines - Google Patents

Starting method and device for internal combustion engines

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Publication number
EP1287257A1
EP1287257A1 EP01929265A EP01929265A EP1287257A1 EP 1287257 A1 EP1287257 A1 EP 1287257A1 EP 01929265 A EP01929265 A EP 01929265A EP 01929265 A EP01929265 A EP 01929265A EP 1287257 A1 EP1287257 A1 EP 1287257A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
starting
compression
internal combustion
crankshaft
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01929265A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Ackermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1287257A1 publication Critical patent/EP1287257A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/004—Aiding engine start by using decompression means or variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F02N99/002—Starting combustion engines by ignition means
    • F02N99/006—Providing a combustible mixture inside the cylinder

Definitions

  • the invention relates to a starting method for an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a starting device for performing the method.
  • Motor vehicles that are optimized in terms of fuel consumption may require. a. a shutdown of the
  • the rotating flywheel is connected to the crankshaft for a so-called impulse start.
  • the disadvantage here is that the weight of the vehicle and thus the fuel consumption increase with the flywheel, and that a relatively long take-off time and, accordingly, a lot of electrical energy are required to turn up the flywheel.
  • a dynamic starting sequence is also made more difficult by the fact that with the first full compression of a cylinder at its top dead center, the speed of the crankshaft drops so much that there is still no ignition in order to avoid backward swinging in the first cylinder under compression. may .
  • the aim of the present solution is to reduce the torque of the electrical machine and the starting time of the internal combustion engine.
  • the starting method according to the invention for the internal combustion engine of a motor vehicle with the characterizing features of claim 1 and the starting unit provided for carrying out the method with the characterizing features of claim 19 has the advantage that a reduction in compression and degree of filling carried out by the starting control device in the first, in the Starting phase in compression going cylinder of the internal combustion engine a significant reduction in
  • Torque of the electrical machine during a warm and cold start and by avoiding a so-called impulse start, a significant reduction in the start time during a cold start is achieved.
  • This also provides effective support for the electrical machine turning the motor during start-stop operation, which leads to a leads to a significant reduction in the warm start time.
  • Another advantage is that even with less than half a revolution of the crankshaft, a first combustion in the first is already in compression Cylinder can be triggered, which supports the full torque of the electrical machine, so that a torque that leads to self-running is generated on the crankshaft of the internal combustion engine within a very short time.
  • the drag torque of the internal combustion engine can also be determined for this by rotating the crankshaft by means of the electrical machine in a manner known per se and used to trigger a cold start or warm start.
  • Torque of the electrical machine during the starting phase is supported by several burns with reduced compression and a lower degree of air filling.
  • the gradation can be predefined by the start control device. In an advantageous manner, however, it is proposed that compression and degree of filling each depend on the preceding speed behavior of the engine with the
  • Torque of the crankshaft loaded with the electric machine can be controlled with a suitable program of the start control unit.
  • the crankshaft is brought into a first starting position for a warm start or into a subsequent second starting position for a cold start of the internal combustion engine in the positioning phase.
  • the starting position is advantageously specified by the starting control device at approximately 60 ° before the top dead center of the compression cylinder.
  • the starting position is advantageously specified at approximately 40 ° before the top dead center of the cylinder in compression.
  • Valve control is particularly suitable, but mechanical valve lift controls are also considered as alternatives. Since the load or gas spring torques of the successive compressions add up in a disturbing manner in internal combustion engines with large numbers of cylinders, it is advantageously proposed that in internal combustion engines with an even number of cylinders more than six cylinders on every second cylinder going into compression, the degree of filling and the Compression is controlled to zero. The filling levels of the other cylinders can then, as mentioned above, be coordinated in stages. The transition to the full number of cylinders can be made easily via the start control unit when the speed exceeds a " predetermined limit value for self-starting.
  • the crankshaft For each starting process, the crankshaft must first be brought into its starting position by the electrical machine in the positioning phase; with regard to the first cylinder in compression. In the case of a warm start in the so-called start-stop operation, this is advantageously achieved in that, when the stop phase begins, the crankshaft is brought into its starting position by the electric machine and held until the subsequent start phase to be triggered by the vehicle driver. In the case of a cold start, on the other hand, the crankshaft is turned solely by the electrical machine into the start position assigned to the cold start. As an alternative to free valve control, the compression and the degree of filling must also be reduced via so-called leakages in the cylinder.
  • crankshaft is expediently first brought into its starting position by the electrical machine during the positioning phase in order to reduce the degree of compression and filling via leakages of the cylinder by a predetermined dwell time in the starting position until the start of the starting phase.
  • crankshaft is expediently held in its starting position until the gas spring pressure of the cylinder in compression has dropped to a residual value.
  • an injection control known per se also reduces accordingly
  • Amounts of fuel injected into the respective cylinders are particularly advantageous.
  • the predetermined amount of fuel is injected during the first compression phase with reduced compression.
  • the starting method according to the invention is carried out with a starting device in which the starting control device with a rotation and position sensor of the crankshaft and on the output side with the electric machine
  • Valve control and the fuel injection control of the internal combustion engine is connected.
  • Fig. 1 shows the drive unit of a motor vehicle in a schematic representation with a starting device for performing the starting method according to the invention
  • Fig. 2 shows a table for a gradual reduction in the degree of filling by gradual closing of the respective intake valve before top dead center or by gradual opening and closing before bottom dead center.
  • the internal combustion engine is designated by 10. It is a four-cylinder gasoline engine, the crankshaft 11 of which cooperates with a rotation and position sensor 12. Furthermore, the crankshaft 11 is connected via a manual transmission 13 to an electrical machine 14 which acts as a starter
  • crankshaft 11 is also connected via a clutch 15 to a vehicle transmission 16, via the output of which drive wheels 17 of the motor vehicle (not shown) are driven by the internal combustion engine 10. Furthermore, there is an electronic engine control unit 18 with which the injection valves, not shown, intake and exhaust valves and the ignition on the individual cylinders of the internal combustion engine 10 are controlled and in which the position of the crankshaft is also detected .
  • Engine control unit 18 is also electrically connected to an electronic start control unit 19, which is connected on the input side to the rotation and position sensor 12 via a signal line 20 and on the output side both the manual transmission 13 and the electrical machine 14 controls. 'It also communicates with the engine control unit 18.
  • the transmission 13 is such controlled by the start control device 19, it then motor-driven electrical machine 14 alsschaltet at start-up operations with high torque and low speed to the crankshaft. 11 in the
  • the first starting process is always a cold start. It is triggered when the start switch 21 is closed. in the
  • Start control device 19 the position of the crankshaft 11 and thus the positions of the pistons in the cylinders is detected by the sensor 12.
  • the electrical machine 14 and the manual transmission 13 are switched to engine operation by the start control device 19 and the electrical machine 14 begins to turn the crankshaft 11 into its start position specified for a cold start with a torque specified by the start control device 19.
  • the inlet valve on the first cylinder that compresses when the crankshaft rotates Start control unit 19 opened or kept open via the engine control unit 18 until the. Starting position at 40 ° before top dead center (TDC) of the cylinder in compression is reached.
  • TDC top dead center
  • the intake valve of the second cylinder now closes at 60 ° before top dead center in order to achieve a reduced degree of compression and filling.
  • a correspondingly reduced amount of fuel is now injected, and after about 1/3 crankshaft rotation, a second combustion, which supports the run-up of the internal combustion engine 10, is triggered in the second cylinder:
  • the third cylinder goes into compression and here too the start valve 19 activates the intake valve of the third cylinder only closed 80 ° before top dead center.
  • the third compression is thus also reduced and after about 1/3 crankshaft rotation there is a third combustion which supports the startup of the internal combustion engine.
  • the starting control device 19 detects the cylinder that first compresses during a subsequent warm start, and the crankshaft with the help of the electric machine 14 into one. Warm start given predetermined start position. It is held there until the subsequent starting phase to be triggered by the vehicle driver by closing the accelerator pedal switch 22 with the aid of the electric machine 14.
  • the inlet valve of the cylinder in question is also kept open up to this starting position. A start position of 60 ° before top dead center (TDC) of the first cylinder in compression is provided for the warm start. With the start phase during the warm start, the inlet valve is now closed, the reduced amount of fuel is injected into the cylinder and the crankshaft 11 is accelerated with the full torque of the electric machine 14. After about 90 ° crankshaft rotation, there is a first
  • the start control device 19 also ends the starting process when the idling speed is reached and then switches the electric machine to generator operation.
  • the warm start of the internal combustion engine described above is also triggered for this at the end of the overrun phase by actuating the accelerator pedal switch 22.
  • the inlet valve on the first cylinder of compression in the internal combustion engine is closed by the start control device 19 at the bottom dead center during a cold start, so that the starting position must be activated by overcoming the start of compression in the first cylinder ,
  • the crankshaft 11 of the internal combustion engine 10 is rotated by the electrical machine 14 with a greatly reduced torque into the starting position specified for a cold start, the compression which builds up in the process being largely reduced again by leakages in the cylinder.
  • crankshaft 11 is driven by the electrical machine 14 and held there. Due to the leaks in the cylinder, the compression already present in the cylinder is largely reduced during the dwell time until the cylinder is started again, so that when the accelerator pedal switch 22 is closed, the starting phase passes through with reduced first compression and, after about 1/3 crankshaft rotations, a first, the torque of the electrical machine 14 supporting combustion is triggered.
  • the crankshaft 11 it is equally possible for the crankshaft 11 to be brought into the starting position with the full starting force of the electrical machine 14 during the positioning phase and for the residence time in the starting position to be determined by the start control device 19 . by closing the intake valve existing partial compression due to leaks in the cylinder is reduced or reduced to such an extent that in the subsequent starting phase compression and degree of filling are reduced to the desired extent in the first cylinder.
  • the warm or cold state of the internal combustion engine can therefore be detected by the start control device via the rotational behavior of the internal combustion engine in the positioning phase. Alternatively, this can also be detected by a temperature measurement of the internal combustion engine by the start control device. Depending on the state of the internal combustion engine, the
  • the Crankshaft brought into a first starting position for a warm start or into a subsequent second starting position for a cold start of the internal combustion engine.
  • the first start position is at about 60 ° before top dead center and the second start position at about 40 ° before top dead center
  • the predetermined amount of fuel while 'of the first compression phase with reduced Compression injected.
  • the fuel quantity is injected via the intake valve which is still open. The injection preferably starts from the bottom dead center of the cylinder going into compression.
  • the reduced compression in the starting phase brings about a reduction in the required torque of the electrical machine from the starting position of the crankshaft. On the other hand, it also achieves a sufficient degree of air filling of 25 to 40%, with which, with a correspondingly adjusted fuel injection quantity, a first combustion in the cylinder, which strongly supports the torque, is then achieved.
  • Torque are present. With small and medium cylinder numbers of three to six cylinders and with a diesel engine, these start-position dependencies are particularly pronounced. In the case of starters with a starter generator, a safe and dynamic start function is expected, with a start time of up to a few seconds being acceptable at the cold start limit temperature, while the reduction in the start time is in the foreground during a warm start. The reduction of the required torque is important because the
  • Generator operation necessary continuous current on the one hand and the starting current on the other hand in such a relationship that the generator current remains design-determining. In this case, the effort for the electrical Minimize the machine and the inverter required for motor operation.
  • the starting sequence and the starting application can be coordinated with a graduated compression and filling level control of the first cylinders contributing to the combustion with a minimal torque, which leads to a safe cold start and a warm start with a significantly reduced starting time.
  • speed and rotation angle signals of the electrical machine can also be used.
  • the crankshaft may have to be held in its injection position until the end of the injection time.
  • the crankshaft is accelerated from its starting position with a relatively small moment of inertia during a warm start.
  • the speed In order to overcome the first reduced compression, only about 20% of energy is required compared to full compression, so that the speed already reaches a high value of, for example, 150 to 200 revolutions / minute after an initial acceleration. It will stagnate in the top dead center area of the first cylinder at about this level, but will not totally collapse as when overcoming a full compression.
  • crankshaft of the internal combustion engine can also be positioned at cold start limit temperatures with a comparatively small starting torque, which can be, for example, 50% below the full starting torque. This is possible if • a maximum positioning time of around two seconds and the maximum rotation angle to be traversed to the starting position (positioning angle), the ignition interval - ie 180 ° for a four-cylinder machine - are still considered permissible.
  • crankshaft in the positioning phase in the second exemplary embodiment is first brought into its starting position with a smaller torque and only then is it switched over to the full torque from this position.
  • the suitable starting position is selected in a manner similar to that for warm start positioning so that only a reduced compression has to be carried out in the first acceleration phase.
  • the degree of air filling and thus also the torques that can be achieved by combustion after top dead center already have a high value to support the starting process.
  • the table shows the degree of air filling in% of the maximum possible value, the degree of compression compared to normal pressure as well as the gas spring pressure measured in bar at top dead center and the resulting gas spring energy at a gradually increasing starting angle.
  • the starting angle is the angle that the crankshaft occupies in the starting position relative to the top dead center of the first cylinder that is in compression.
  • the table shows that with reduced compression, the gas spring energy to be applied by the electrical machine during the starting process is significantly disproportionately reduced compared to the degree of filling.

Abstract

The invention relates to a starting method and device for an internal combustion engine (10) of motor vehicles, whose crankshaft (11) is connected to an electric unit (14) for starting the internal combustion engine. The crankshaft position and rotation are detected by a starting control device (19) and are used for controlling each starting operation of the internal combustion engine. According to the method, the crankshaft (11) is first brought into a starting position by the electric unit (14) in a positioning phase. The invention aims to achieve the shortest possible starting times and the smallest possible starting torque of the electric unit. To achieve this, in a starting phase which succeeds the positioning phase, a first combustion with a reduced compression and reduced fill rate is triggered in the first cylinder (at least), which is beginning compression, of the internal combustion engine (10). Said first combustion supports the starting torque of the electric unit (14).

Description

Startverfahren und Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen Starting method and starting device for internal combustion engines
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Startverfahren für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Start orrichtung zur Durchführung des Verfahrens .The invention relates to a starting method for an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a starting device for performing the method.
Kraftfahrzeuge, die hinsichtlich des Kraftstoff erbrauches optimiert sind, erfordern u. a. ein Abschalten derMotor vehicles that are optimized in terms of fuel consumption may require. a. a shutdown of the
Brennkraftmaschine an Ampeln im sogenannten Start-Stopp- Betrieb sowie ein Abschalten und Auskuppeln der Brennkraftmaschine in sogenannten Schubphasen. Dies führt zu einer deutlich erhöhten Startzykluszahl der Brennkraftmaschine. Andererseits werden durch zunehmenden Fahrzeugkomfort deutlich erhöhte Forderungen an die elektrische Bordnetzleistung gestellt. Zur Realisierung einer hohen Generatorleistung im unteren Drehzahlbereich der Brennkraf maschine sowie einer hohen Startzykluszahl der Brennkraftmaschine, wurde inzwischen eine elektrischeInternal combustion engine at traffic lights in the so-called start-stop mode as well as switching off and disengaging the internal combustion engine in so-called overrun phases. This leads to a significantly increased number of starting cycles of the internal combustion engine. On the other hand, increasing vehicle comfort places significantly higher demands on the electrical system power. In order to realize a high generator output in the lower speed range of the internal combustion engine as well as a high number of start cycles of the internal combustion engine, an electric one has meanwhile
Maschine entwickelt, die sowohl als Starter als auch als ■ Generator nutzbar ist und als Starter-Generator bezeichnet wird. Im Generatorbetrieb wird dabei die elektrische Maschine von der Brennkraf maschine über ein Umschaltgetriebe bereits im unteren Drehzahlbereich mit zur Stromerzeugung ausreichend hohen Drehzahlen angetrieben, wogegen beim Startvorgang der Brennkraftmaschine die elektrische Maschine im Motorbetrieb die Brennkraftmaschine • mit kleiner Drehzahl und großem Drehmoment antreibt . Der Start der Brennkraftmaschine erfordert hierbei einenMachine developed that can be used both as a starter and as a ■ generator and is referred to as a starter generator. In generator operation, the electric machine is already used by the internal combustion engine via a changeover gear in the lower speed range Electricity driven sufficiently high rotational speeds, whereas during the starting process of the internal combustion engine, the electrical machine in motor mode, the engine • at low speed and high torque drives. The start of the internal combustion engine requires one
Antrieb, der auf die Kaltstartgrenztemperatur von etwa Minus 25°C dimensioniert ist und auf die dann auftretende Summe von Schleppmoment, Gasfedermoment und Beschleunigungsmoment der Brennkraftmaschine ausgelegt sein muß. Da das beim Andrehvorgang wirksame Trägheitsmoment des Starter-Generators gegenüber dem eines konventionellen Starters erheblich geringer ist, muß das Andrehmoment des Starter-Generators entsprechend stark erhöht werden, damit die Drehzahl der Kurbelwelle durch die Kompression in den Zylindern der Brennkraftmaschine nicht zu stark absinkt.Drive that is dimensioned for the cold start limit temperature of approximately minus 25 ° C and must be designed for the then occurring sum of drag torque, gas spring torque and acceleration torque of the internal combustion engine. Since the moment of inertia of the starter-generator, which is effective during the starting process, is considerably lower than that of a conventional starter, the starting-torque of the starter-generator must be increased accordingly so that the speed of the crankshaft does not decrease too much due to the compression in the cylinders of the internal combustion engine.
Aus der DE 198 58 992 AI ist es bereits bekannt, mit einem Startsteuergerät vor jedem Startvorgang der Brennkraf.tmaschine dessen Schleppmoment durch Drehen der Kurbelwelle mittels des Starter-Generators zu erfassen und . abhängig davon einen Kaltstart oder Warmstart mit einem entsprechend unterschiedlichen Startablauf durchzuführen. Während bei warmer Brennkraftmaschine dort ein sogenannter Direktstart wie bei einem konventionellen Starter mit vollem Andrehmoment der elektrischen Maschine durchgeführt wird, erfolgt bei kalter Brennkraftmaschine zunächst eine Positionierung der Kurbelwelle mittels des Starter- Generators in eine Startposition und anschließend wird ein zunächst abgekuppeltes Schwungrad vom Starter-Generator auf eine vorgegebene Drehzahl gebracht und dann über eineFrom DE 198 58 992 AI it is already known to use a starter control device to detect the drag torque by turning the crankshaft by means of the starter generator before each starting operation of the internal combustion engine. depending on this, carry out a cold start or warm start with a correspondingly different start sequence. While in a warm internal combustion engine a so-called direct start is carried out there as with a conventional starter with full torque of the electrical machine, in the case of a cold internal combustion engine the crankshaft is first positioned in a starting position by means of the starter generator and then a flywheel is initially uncoupled from the starter generator brought to a predetermined speed and then over a
Schaltkupplung das rotierende Schwungrad für einen sogenannten Impulsstart auf die Kurbelwelle aufgeschaltet .Clutch, the rotating flywheel is connected to the crankshaft for a so-called impulse start.
Hierbei ist nachteilig, dass mit dem Schwungrad das Gewicht des Fahrzeugs und damit auch der Kraftstoffverbrauch steigt, und dass für das Hochdrehen des Schwungrades eine relativ lange Startzeit und dementsprechend viel elektrische Energie benötigt wird. Bei einem Warmstart wird außerdem ein dynamischer Startablauf dadurch erschwert, dass mit der ersten vollen Kompression eines Zylinders an seinem oberen Totpunkt die Drehzahl der Kurbelwelle so stark einbricht, dass zur Vermeidung eines Zurückpendeins bei dem ersten in Kompression gehenden Zylinder noch keine Zündung erfolgen . darf .The disadvantage here is that the weight of the vehicle and thus the fuel consumption increase with the flywheel, and that a relatively long take-off time and, accordingly, a lot of electrical energy are required to turn up the flywheel. In the case of a warm start, a dynamic starting sequence is also made more difficult by the fact that with the first full compression of a cylinder at its top dead center, the speed of the crankshaft drops so much that there is still no ignition in order to avoid backward swinging in the first cylinder under compression. may .
Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt das Andrehmoment der elektrischen Maschine und die Startzeit der Brennkraftmaschine zu verringern.The aim of the present solution is to reduce the torque of the electrical machine and the starting time of the internal combustion engine.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Startverfahren für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Starteinheit mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 19 hat den Vorteil, dass durch eine vom Startsteuergerät durchgeführte Kompressions- und Füllgradverringerung in dem ersten, in der Startphase in Kompression gehenden Zylinder der Brennkraftmaschine eine deutliche Herabsetzung desThe starting method according to the invention for the internal combustion engine of a motor vehicle with the characterizing features of claim 1 and the starting unit provided for carrying out the method with the characterizing features of claim 19 has the advantage that a reduction in compression and degree of filling carried out by the starting control device in the first, in the Starting phase in compression going cylinder of the internal combustion engine a significant reduction in
Andrehmomentes der elektrischen Maschine bei einem Warm- und Kaltstart sowie durch Vermeidung eines sogenannten Impulsstartes eine deutliche Verringerung der Startzeit bei einem Kaltstart erreicht wird.Damit wird außerdem eine effektive Unterstützung der dem Motor andrehenden elektrischen Maschine beim Start-Stopp-Betrieb erreicht, was zu einer deutlichen Herabsetzung der Warmstartzeit führt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bereits bei einer nicht einmal halben Umdrehung der Kurbelwelle bereits eine erste Verbrennung in dem ersten in Kompression gehenden Zylinder ausgelöst werden kann, die das volle Andrehmoment der elektrischen Maschine unterstützt, so dass bereits nach kürzester Zeit ein zum Selbstlauf führendes Drehmoment an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erzeugt wird. Mit einer geeigneten Programmierung des Startsteuergerätes kann in an' sich bekannter Weise z. B. durch eine Temperaturmessung an der Brennkraftmaschine entschieden werden, ob ein Kaltstart oder ein Warmstart durchzuführen ist. Statt einer Temperaturmessung kann hierfür aber auch das Schleppmoment der Brennkraftmaschine durch Drehen der Kurbelwelle mittels der elektrischen Maschine in an sich bekannter Weise ermittelt und zur Auslösung eines Kaltstarts oder Warmstarts verwendet werden.Torque of the electrical machine during a warm and cold start, and by avoiding a so-called impulse start, a significant reduction in the start time during a cold start is achieved.This also provides effective support for the electrical machine turning the motor during start-stop operation, which leads to a leads to a significant reduction in the warm start time. Another advantage is that even with less than half a revolution of the crankshaft, a first combustion in the first is already in compression Cylinder can be triggered, which supports the full torque of the electrical machine, so that a torque that leads to self-running is generated on the crankshaft of the internal combustion engine within a very short time. With a suitable programming of the start control device, in a manner known per se, for. B. be decided by a temperature measurement on the internal combustion engine whether a cold start or a warm start is to be carried out. Instead of a temperature measurement, the drag torque of the internal combustion engine can also be determined for this by rotating the crankshaft by means of the electrical machine in a manner known per se and used to trigger a cold start or warm start.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Da bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen durch die Drehung der Kurbelwelle die Zylinder in relativ kurzen Zeit- bzw. Drehabständen in Kompression gehen, wird für ein möglichst gleichmäßiges Andrehen der Brennkraftmaschine dasAdvantageous further developments and refinements result from the other features mentioned in the subclaims. Since in multi-cylinder internal combustion engines the rotation of the crankshaft causes the cylinders to compress in relatively short time or rotation intervals, this is necessary for the internal combustion engine to turn on as evenly as possible
Andrehmoment der elektrischen Maschine während der Startphase durch mehrere Verbrennungen mit verringerter Kompression und verringertem Luftfüllgrad unterstützt. Dabei werden in vorteilhafter Weise bei den nacheinander in Kompression gehenden Zylindern deren Kompression undTorque of the electrical machine during the starting phase is supported by several burns with reduced compression and a lower degree of air filling. In this case, the compression and
Füllgrad in Stufen auf ihren vollen Wert von 100% erhöht. Die Abstufung kann dabei vom Startsteuergerät fest vorgegeben sein. In vorteilhafter Weise wird jedoch vorgeschlagen, dass Kompression und Füllgrad jeweils abhängig vom vorausgehenden Drehzahlverhalten der mit demFilling level increased in stages to its full value of 100%. The gradation can be predefined by the start control device. In an advantageous manner, however, it is proposed that compression and degree of filling each depend on the preceding speed behavior of the engine with the
Andrehmoment der elektrischen Maschine beaufschlagten Kurbelwelle mit einem dafür geeigneten Programm des StartSteuergerätes gesteuert werden. Für eine optimale Unterstützung des Andrehmomentes der elektrischen Maschine ist ferner von wesentlicher Bedeutung, dass in der Startphase die Verbrennung mit einer dem verringerten Füllgrad des Zylinders angepaßten verringerten Kraftstoffmenge ausgelöst wird.Torque of the crankshaft loaded with the electric machine can be controlled with a suitable program of the start control unit. For optimal support of the torque of the electrical machine, it is also essential that the combustion is triggered in the starting phase with a reduced amount of fuel adapted to the reduced degree of filling of the cylinder.
Für eine verbesserte Startdynamik ist ferner von erheblicher Bedeutung, dass abhängig von dem vom Startsteuergerät erfaßten Zustand der Brennkraftmaschine in der Positionierphase die Kurbelwelle in eine erste Startposition für einen Warmstart oder in eine nachfolgend zweite Startposition für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine gebracht wird. In vorteilhafter Weise wird dabei für einen Warmstart die Startposition vom Startsteuergerät bei etwa 60° vor dem oberen Kolben- Totpunkt des in Kompression gehenden Zylinders vorgegeben. Für den Kaltstart wird dabei in vorteilhafter Weise die Startposition bei etwa 40° vor dem oberen Totpunkt des in Kompression gehenden Zylinders vorgegeben.For improved starting dynamics, it is also of considerable importance that, depending on the state of the internal combustion engine detected by the starting control device, the crankshaft is brought into a first starting position for a warm start or into a subsequent second starting position for a cold start of the internal combustion engine in the positioning phase. For a warm start, the starting position is advantageously specified by the starting control device at approximately 60 ° before the top dead center of the compression cylinder. For the cold start, the starting position is advantageously specified at approximately 40 ° before the top dead center of the cylinder in compression.
Durch verspätetes Schließen der Einlaßventile gegenüber dem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine werden Kompressionsund Füllgrad des in Kompression gehenden Zylinders, in vorteilhafter Weise über eine freie Ventilsteuerung verringert. Hierzu ist eine elektromagnetischeBy delaying the closing of the intake valves compared to normal operation of the internal combustion engine, the degree of compression and filling of the cylinder in compression is advantageously reduced via a free valve control. For this is an electromagnetic
Ventilsteuerung besonders geeignet, wobei aber auch mechanische Ventilhubsteuerungen hierbei als Alternativen in Betracht kommen. Da sich bei Brennkraftmaschinen mit hohen Zylinderzahlen die Last- bzw. Gasfedermomente der aufeinanderfolgenden Kompressionen in störender Weise addieren, wird in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, dass bei Brennkraftmaschinen mit geradzahligen Zylinderzahlen bei mehr als sechs Zylindern an jedem zweiten, in Kompression gehenden Zylinder der Füllgrad und die Kompression auf Null gesteuert wird. Die Füllgradstufen der übrigen Zylinder können dann, wie vorerwähnt , in Stufen aufeinander abgestimmt werden. Der Übergang zur vollen Zylinderzahl kann über das Startsteuergerät problemlos dann erfolgen, wenn die Drehzahl einen "vorgegebenen Grenzwert zum Selbstanlauf überschreitet.Valve control is particularly suitable, but mechanical valve lift controls are also considered as alternatives. Since the load or gas spring torques of the successive compressions add up in a disturbing manner in internal combustion engines with large numbers of cylinders, it is advantageously proposed that in internal combustion engines with an even number of cylinders more than six cylinders on every second cylinder going into compression, the degree of filling and the Compression is controlled to zero. The filling levels of the other cylinders can then, as mentioned above, be coordinated in stages. The transition to the full number of cylinders can be made easily via the start control unit when the speed exceeds a " predetermined limit value for self-starting.
Für jeden Startvorgang muß die Kurbelwelle zunächst von der elektrischen Maschine in der Positionierphase in ihre Startposition gebracht werden; und zwar im Hinblick auf den ersten in Kompression gehenden Zylinder. Bei einem Warmstart im sogenannten Start-Stopp-Betrieb wird dies in vorteilhafter Weise dadurch realisiert, dass mit Beginn der Stopphase die Kurbelwelle beim Auspendeln von der elektrischen Maschine in ihre Startposition gebracht und bis zur nachfolgenden, vom Fahrzeugführer auszulösenden Startphase gehalten wird. Bei einem Kaltstart wird dagegen die Kurbelwelle allein von der elektrischen Maschine in die dem Kaltstart zugeordnete Startposition gedreht. Alternativ zur freien Ventilsteuerung ist hierbei auch eine Verringerung der Kompression und des Füllgrades über sogenannte Leckagen im Zylinder vorzunehmen. Hierzu wird in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, durch langsames Drehen der Kurbelwelle in die Startposition am ersten in Kompression gehenden Zylinder Kompression und Füllgrad über Leckagen des Zylinders zu verringern. Falls dies zuviel Zeit erfordert, wird .zweckmäßiger Weise die Kurbelwelle von der elektrischen Maschine während der Positionierphase zunächst in ihre Startposition gebracht, um durch eine vorgegebene Verweildauer in der Startposition bis zum Beginn der Startphase Kompressions- und Füllgrad über Leckagen des Zylinders zu verringern. Für ein genaues Ansteuern derFor each starting process, the crankshaft must first be brought into its starting position by the electrical machine in the positioning phase; with regard to the first cylinder in compression. In the case of a warm start in the so-called start-stop operation, this is advantageously achieved in that, when the stop phase begins, the crankshaft is brought into its starting position by the electric machine and held until the subsequent start phase to be triggered by the vehicle driver. In the case of a cold start, on the other hand, the crankshaft is turned solely by the electrical machine into the start position assigned to the cold start. As an alternative to free valve control, the compression and the degree of filling must also be reduced via so-called leakages in the cylinder. For this purpose, it is advantageously proposed to reduce the compression and degree of filling by leaks in the cylinder by slowly rotating the crankshaft into the starting position on the first cylinder in compression. If this takes too much time, the crankshaft is expediently first brought into its starting position by the electrical machine during the positioning phase in order to reduce the degree of compression and filling via leakages of the cylinder by a predetermined dwell time in the starting position until the start of the starting phase. For precise control of the
Startposition kann dabei das Drehmoment der elektrischen Maschine reduziert werden. Zweckmäßiger Weise wird die Kurbelwelle solange in ihrer Startposition gehalten, bis der Gasfederdruck des in Kompression gehenden Zylinders auf einen Restwert abgesunken ist. Abhängig von der Reduzierung des Kompressions- und Füllgrades der ersten in Kompression gehenden Zylinder der Brennkraftmaschine werden über eine an sich bekannte Einspritzsteuerung auch entsprechend reduzierteStarting position, the torque of the electrical machine can be reduced. The crankshaft is expediently held in its starting position until the gas spring pressure of the cylinder in compression has dropped to a residual value. Depending on the reduction in the degree of compression and filling of the first compression cylinders of the internal combustion engine, an injection control known per se also reduces accordingly
Kraftstoffmengen in die jeweiligen Zylinder eingespritzt. Bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung ist es dabei besonders vorteilhaft, dass während der ersten Kompressionsphase mit verringerter Kompression die vorgegebene Kraftstoffmenge eingespritzt wird. BeiAmounts of fuel injected into the respective cylinders. In the case of internal combustion engines with direct injection, it is particularly advantageous that the predetermined amount of fuel is injected during the first compression phase with reduced compression. at
Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung ist es dagegen vorteilhaft, dass vor der ersten Kompressionsphase mit verringerter Kompression, vorzugsweise in der Ansaugphase vor dem unteren Totpunkt des Kolbens des in Kompression gehenden Zylinders die vorgegebene Kraftstoffmenge über das noch geöffnete Einlaßventil eingespritzt wird. In beiden Fällen läßt sich dann mit einem relativ kleinen Drehwinkel der Kurbelwelle von etwa 100° eine erste, das Andrehmoment der elektrischen Maschine unterstützende Verbrennung auslösen.Internal combustion engines with intake manifold injection, on the other hand, it is advantageous that before the first compression phase with reduced compression, preferably in the intake phase before the bottom dead center of the piston of the cylinder in compression, the predetermined amount of fuel is injected via the still open intake valve. In both cases, a first combustion that supports the torque of the electrical machine can then be triggered with a relatively small angle of rotation of the crankshaft of approximately 100 °.
Das erfindungsgemäße Startverfahren wird mit einer Starteinrichtung durchgeführt, bei der das Startsteuergerät mit einem Dreh- und Lagesensor der Kurbelwelle und ausgangsseitig mit der elektrischen Maschine, derThe starting method according to the invention is carried out with a starting device in which the starting control device with a rotation and position sensor of the crankshaft and on the output side with the electric machine
Ventilsteuerung und der Kraftstoff-Einspritzsteuerung der Brennkraftmaschine verbunden ist .Valve control and the fuel injection control of the internal combustion engine is connected.
Zeichnungdrawing
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen an Hand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert . Es zeigenFurther details of the invention are explained in more detail in the exemplary embodiments described below with reference to the associated drawings. Show it
Fig. 1 das Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges in schematischer Darstellung mit einer Starteinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Startverfahrens undFig. 1 shows the drive unit of a motor vehicle in a schematic representation with a starting device for performing the starting method according to the invention and
Fig. 2 zeigt eine Tabelle für eine abgestufte Reduzierung des Füllgrades durch abgestuftes Schließen des jeweiligen Einlaßventils vor dem oberen Totpunkt beziehungsweise durch abgestuftes Öffnen und Schließen vor dem unteren Totpunkt.Fig. 2 shows a table for a gradual reduction in the degree of filling by gradual closing of the respective intake valve before top dead center or by gradual opening and closing before bottom dead center.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In der schematischen Darstellung eines Antriebsaggregates für Kraftfahrzeuge nach Fig. 1 ist die Brennkraftmaschine mit 10 bezeichnet. Dabei handelt es sich um einen vierzylindrigen Ottomotor, dessen Kurbelwelle 11 mit einem Dreh- und Lagesensor 12 zusammenwirkt. Ferner ist die Kurbelwelle 11 über ein Schaltgetriebe 13 mit einer elektrischen Maschine 14 verbunden, die als Starter-In the schematic representation of a drive unit for motor vehicles according to FIG. 1, the internal combustion engine is designated by 10. It is a four-cylinder gasoline engine, the crankshaft 11 of which cooperates with a rotation and position sensor 12. Furthermore, the crankshaft 11 is connected via a manual transmission 13 to an electrical machine 14 which acts as a starter
Generator mit der Brennkraftmaschine 10 zusammenwi kt. Die Kurbelwelle 11 ist ferner über eine Kupplung 15 mit einem Fahrzeuggetriebe 16 verbunden, über dessen Ausgang Antriebsräder 17 des nicht dargestellten Kraftfahrzeugs von der Brennkraftmaschine 10 angetrieben werden. Des Weiteren ist ein elektronisches Motorsteuergerät 18 vorhanden, mit dem die nicht dargestellten Einspritzventile Ein- und Auslaßventile sowie die Zündung an den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine 10 gesteuert werden und in dem außerdem die Stellung der Kurbelwelle erfaßt wird.v. Mit demGenerator with the engine 10 together. The crankshaft 11 is also connected via a clutch 15 to a vehicle transmission 16, via the output of which drive wheels 17 of the motor vehicle (not shown) are driven by the internal combustion engine 10. Furthermore, there is an electronic engine control unit 18 with which the injection valves, not shown, intake and exhaust valves and the ignition on the individual cylinders of the internal combustion engine 10 are controlled and in which the position of the crankshaft is also detected . With the
Motorsteuergerät 18 ist ferner ein elektronisches Startsteuergerät 19 elektrisch verbunden, welches eingangsseitig über eine Signalleitung 20 mit dem Dreh- und Lagesensor 12 verbunden ist und ausgangsseitig sowohl das Schaltgetriebe 13 als auch die elektrische Maschine 14 steuert.' Es kommuniziert ferner mit dem Motorsteuergerät 18. Das Schaltgetriebe 13 ist vom Startsteuergerät 19 derart ansteuerbar, dass es bei Startvorgängen die dann motorisch betriebene elektrische Maschine 14 mit großem Drehmoment und kleiner Drehzahl auf die Kurbelwelle 11 aufschaltet. ImEngine control unit 18 is also electrically connected to an electronic start control unit 19, which is connected on the input side to the rotation and position sensor 12 via a signal line 20 and on the output side both the manual transmission 13 and the electrical machine 14 controls. 'It also communicates with the engine control unit 18. The transmission 13 is such controlled by the start control device 19, it then motor-driven electrical machine 14 aufschaltet at start-up operations with high torque and low speed to the crankshaft. 11 in the
Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 14 wird dagegen das Schaltgetriebe 13 so umgeschaltet, dass auch im Leerlauf der Brennkraftmaschine 10 die elektrische Maschine 14 mit ausreichend hoher Drehzahl betrieben wird, um das nicht dargestellte Bordnetz des Kraftfahrzeugs in ausreichendem Maße zu versorgen. Mit dem Dreh- und Lagesensor 12 ist die jeweilige genaue Position der Kurbelwelle 11 ' und damit auch die Stellung der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 10 im Startsteuergerät 19 erfaßt. Über einen Schalter 21, der z. B. im Zündschloß des Kraftfahrzeugs integriert ist, kann vom Fahrzeugführer ein Kaltstart ausgelöst werden. Über einen Gaspedalschalter 22 kann im 'Start-Stopp-Betrieb des Kraftfahrzeugs ein Warmstart ausgelöst werden.In contrast, generator operation of the electrical machine 14, the manual transmission 13 is switched so that the electrical machine 14 is operated at a sufficiently high speed even when the internal combustion engine 10 is idling, in order to supply the vehicle electrical system, not shown, to a sufficient extent. With the rotation and position sensor 12, the respective exact position of the crankshaft 11 ' and thus also the position of the individual cylinders of the internal combustion engine 10 in the start control device 19 is detected. Via a switch 21, the z. B. is integrated in the ignition lock of the motor vehicle, a cold start can be triggered by the driver. About an accelerator switch 22 of the motor vehicle in the 'start-stop operation, a hot start can be triggered.
In einem ersten Ausführungsbeispiel soll nunmehr das erfindungsgemäße Startverfahren für einen Kaltstart und einen Warmstart näher erläutert werden.In a first exemplary embodiment, the starting method according to the invention for a cold start and a warm start will now be explained in more detail.
•Der erste Startvorgang ist immer ein Kaltstart . Er wird mit dem Schließen des Startschalters 21 ausgelöst. Im• The first starting process is always a cold start. It is triggered when the start switch 21 is closed. in the
Startsteuergerät 19 wird über den Sensor 12 die Position der Kurbelwelle 11 und damit die Positionen der Kolben in den Zylindern erfaßt. In der nun folgenden Positionierphase wird die elektrische Maschine 14 und das Schaltgetriebe 13 vom Startsteuerger t 19 auf Motorbetrieb geschaltet und die elektrische Maschine 14 beginnt die Kurbelwelle 11 mit einem vom Startsteuergerät 19 vorgegebenen Drehmoment in ihre für einen Kaltstart vorgegebene Startposition zu drehen. Zugleich wird an dem ersten, bei der Kurbelwellendrehung in Kompression gehenden Zylinder das Einlaßventil vom Startsteuergerät 19 über das Motorsteuergerät 18 geöffnet bzw. offengehalten, bis die. Startposition bei 40° vor dem oberen Totpunkt (OT) des in Kompression gehenden Zylinders erreicht ist. Dann wird das Einlaßventil geschlossen und bei direkter Einspritzung eine gegenüber dem Leerlauf reduzierte Einspritzmenge in den Zylinder eingespritzt. Mit der nunmehr beginnenden Startphase wird die Kurbelwelle 11 von der elektrischen Maschine mit vollem Andrehmoment gedreht und nach einer viertel Umdrehung wird in dem Zylinder mit reduzierter Kompression eine erste Verbrennung ausgelöst, welche die elektrische Maschine 14 unterstützt und die Kurbelwelle 11 beschleunigt.Start control device 19, the position of the crankshaft 11 and thus the positions of the pistons in the cylinders is detected by the sensor 12. In the positioning phase that now follows, the electrical machine 14 and the manual transmission 13 are switched to engine operation by the start control device 19 and the electrical machine 14 begins to turn the crankshaft 11 into its start position specified for a cold start with a torque specified by the start control device 19. At the same time, the inlet valve on the first cylinder that compresses when the crankshaft rotates Start control unit 19 opened or kept open via the engine control unit 18 until the. Starting position at 40 ° before top dead center (TDC) of the cylinder in compression is reached. Then the inlet valve is closed and, in the case of direct injection, an injection quantity which is reduced compared to idling is injected into the cylinder. With the start phase now beginning, the crankshaft 11 is rotated by the electrical machine with full torque and after a quarter of a revolution, a first combustion is triggered in the cylinder with reduced compression, which supports the electrical machine 14 and accelerates the crankshaft 11.
Nunmehr geht auch der zweite Zylinder in Kompression, wobei das Startsteuergerät 19 über das Motorsteuergerät 18 dasNow the second cylinder also goes into compression, with the start control device 19 via the engine control device 18
Einlaßventil des zweiten Zylinders nunmehr bei 60° vor dem oberen Totpunkt zur Erzielung eines reduzierten •Kompressions- und Füllgrades schließt. Auch hier wird nunmehr eine entsprechend reduzierte Kraftstoffmenge eingespritzt und nach etwa 1/3 Kurbelwellendrehung wird in dem zweiten Zylinder eine zweite, den Hochlauf der Brennkraftmaschine 10 unterstützende Verbrennung ausgelöst : Nachfolgend geht der dritte Zylinder in Kompression und auch hier wird über das Startsteuergerät 19 das Einlaßventil des dritten Zylinders erst 80° vor dem oberen Totpunkt geschlossen. Somit wird auch die dritte Kompression reduziert und nach etwa 1/3 Kurbelwellendrehung erfolgt eine dritte, den Hochlauf der Brennkraftmaschine unterstützende Verbrennung. Erst wenn der vierte Zylinder in Kompression geht, wird die Kompressionsreduzierung abgeschaltet, so dass der weitere Hochlauf der Brennkraftmaschine durch die elektrische Maschine 14 nunmehr von der Brennkraftmaschine 10 mit ihren Leerlaufparametern bezüglich Kompression, Füllgrad, Einspritzmenge und Zündzeitpunkt unterstützt wird. Aus der Tabelle nach Fig. 2 ist erkennbar, dass mit einer derartigen Abstufung der Schließstellung der Einlaßventile eine abgestuft, verringerte Kompression und ein abgestuft, verringerter Luftfüllgrad erzielt wird, mit dem der maximale sogenannte Gasfederdruck in den Zylindern deutlich herabgesetzt wird. Dadurch läßt sich mit dem vorgegebenen Andrehmoment der elektrischen Maschine die Startphase der Brennkraftmaschine deutlich abkürzen. Durch diese Stufung mit ansteigendem Füllgrad der Zylinder ist nur ein minimales Kaltstart-Andrehmoment von der elektrischen Maschine aufzubringen, da die mit zunehmenden Füllgrad steigende Kompressionsarbeit durch die vorausgegangene unterstützende Verbrennung geleistet wird, ohne dass es zu einem Drehzahleinbruch kommt . Über den Sensor 12 wird das Erreichen der Leerlaufdrehzahl erfaßt und der Startvorgang durch das Startsteuergerät 19 beendet, indem beispielsweise die elektrische Maschine 14 und das Schaltgetriebe 13 nunmehr auf Generatorbetrieb umgeschaltet wird.The intake valve of the second cylinder now closes at 60 ° before top dead center in order to achieve a reduced degree of compression and filling. Here, too, a correspondingly reduced amount of fuel is now injected, and after about 1/3 crankshaft rotation, a second combustion, which supports the run-up of the internal combustion engine 10, is triggered in the second cylinder: Subsequently, the third cylinder goes into compression and here too the start valve 19 activates the intake valve of the third cylinder only closed 80 ° before top dead center. The third compression is thus also reduced and after about 1/3 crankshaft rotation there is a third combustion which supports the startup of the internal combustion engine. Only when the fourth cylinder goes into compression is the compression reduction switched off, so that the further startup of the internal combustion engine by the electric machine 14 is now supported by the internal combustion engine 10 with its idling parameters with regard to compression, fill level, injection quantity and ignition timing. From the table according to FIG. 2 it can be seen that a graded, reduced compression and a graded, reduced air filling degree is achieved with such a gradation of the closed position of the intake valves, with which the maximum so-called gas spring pressure in the cylinders is significantly reduced. As a result, the starting phase of the internal combustion engine can be shortened significantly with the predetermined torque of the electrical machine. Due to this gradation with increasing degree of filling of the cylinders, only a minimal cold start torque is to be applied by the electrical machine, since the compression work, which increases with increasing degree of filling, is carried out by the preceding supportive combustion, without there being a drop in speed. Reaching the idling speed is detected by the sensor 12 and the starting process is ended by the start control device 19, for example by switching the electrical machine 14 and the gearbox 13 to generator operation.
Im Start-Stopp-Betrieb wird beispielsweise das Kraftfahrzeug an Ampeln für kurze Zeit angehalten und die Brennkraftmaschine dabei abgeschaltet . Beim Auspendeln der Kurbelwelle wird dabei vom Startsteuergerät 19 der bei einem nachfolgenden Warmstart als erster in Kompression gehende Zylinder erfaßt und -die Kurbelwelle mit Hilfe der elektrische Maschine 14 in die für einen. Warmstart vorgegebene Startposition gebracht. Sie wird dort bis zur nachfolgenden, vom Fahrzeugführer durch Schließen des Fahrpedalschalters 22 auszulösende Startphase mit Hilfe der elektrischen Maschine 14 gehalten. Das Einlaßventil des betreffenden Zylinders wird ebenfalls bis zu dieser Startposition offengehalten. Für den Warmstart ist eine Startposition von 60° vor dem oberen Totpunkt (OT) des ersten in Kompression gehenden Zylinders vorgesehen. Mit der Startphase beim Warmstart wird nun das Einlaßventil geschlossen, die reduzierte Kraftstoffmenge in den Zylinder eingespritzt und die Kurbelwelle 11 mit dem vollen Andrehmoment der elektrischen Maschine 14 beschleunigt. Nach etwa 90° Kurbelwellendrehung wird dann eine ersteIn the start-stop mode, for example, the motor vehicle is stopped at traffic lights for a short time and the internal combustion engine is switched off in the process. When the crankshaft swings out, the starting control device 19 detects the cylinder that first compresses during a subsequent warm start, and the crankshaft with the help of the electric machine 14 into one. Warm start given predetermined start position. It is held there until the subsequent starting phase to be triggered by the vehicle driver by closing the accelerator pedal switch 22 with the aid of the electric machine 14. The inlet valve of the cylinder in question is also kept open up to this starting position. A start position of 60 ° before top dead center (TDC) of the first cylinder in compression is provided for the warm start. With the start phase during the warm start, the inlet valve is now closed, the reduced amount of fuel is injected into the cylinder and the crankshaft 11 is accelerated with the full torque of the electric machine 14. After about 90 ° crankshaft rotation, there is a first
Verbrennung ausgelöst, die das Andrehmoment der elektrischen Maschine 14 unterstützt. Dabei geht nachfolgend der zweite Zylinder in Kompression. Auch hierbei wird noch ein reduzierter Kompressions- und Füllgrad erzielt, indem das Einlaßventil erst 90° vor OT geschlossen wird. Da bei einem Warmstart das Schleppmoment der Brennkraftmaschine 10 wesentlich geringer ist als bei einem Kaltstart, kann hier bereits mit dem dritten, in Kompression gehenden Zylinder die Reduzierung des Füllgrades mit dem Startsteuergerät 19 abgeschaltet werden, so dass bereits mit der drittenCombustion triggered, which supports the torque of the electrical machine 14. The second cylinder then goes into compression. Here, too, a reduced degree of compression and filling is achieved by closing the inlet valve only 90 ° before TDC. Since the drag torque of the internal combustion engine 10 is significantly lower in the case of a warm start than in the case of a cold start, the reduction in the degree of filling can be switched off with the start control unit 19 with the third cylinder undergoing compression, so that with the third
Verbrennung der weitere Hochlauf der Brennkraftmaschine gesichert ist. Das Startsteuergerät 19 beendet auch hier mit dem Erreichen der Leerlaufdrehzahl den Startvorgang und schaltet die elektrische Maschine sodann in den Generatorbetrieb um.Combustion of the further startup of the internal combustion engine is secured. The start control device 19 also ends the starting process when the idling speed is reached and then switches the electric machine to generator operation.
Ist das Kraftfahrzeug mit einer sogenannten Schubabschaltung ausgerüstet, so wird auch hierfür am Ende der Schubphase durch Betätigen des Gaspedalschalters 22 der zuvor beschriebene Warmstart der Brennkraftmaschine ausgelöst.If the motor vehicle is equipped with a so-called overrun cut-off, the warm start of the internal combustion engine described above is also triggered for this at the end of the overrun phase by actuating the accelerator pedal switch 22.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Startverfahrens für Brennkraftmaschinen wird in der Positionierphase das Einlaßventil am ersten in Kompression gehenden Zylinder der Brennkraftmaschine bei einem Kaltstart vom Startsteuergerät 19 im unteren Totpunkt geschlossen, so dass die Startposition bereits mit der Überwindung des Kompressionsbeginnes im ersten Zylinder angesteuert werden muß. Um dennoch für den ersten Zylinder einen reduzierten Kompressions- und Füllgrad zu erreichen, wird nunmehr die Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine 10 von der elektrischen Maschine 14 mit stark verringertem Andrehmoment in die für einen Kaltstart vorgegebene Startposition gedreht, wobei die sich dabei aufbauende Kompression durch Leckagen im Zylinder wieder weitgehend abgebaut wird. In der anschließenden Startphase wird dann die Kurbelwelle 11' mit vollem Andrehmoment der elektrischen Maschine 14 gedreht. Auch hier wird nach etwa 1/3-Kurbelwellendrehung in dem in Kompression gehenden Zylinder der Brennkraftmaschine eine erste Verbrennung mit verringerter Kompression und verringertem Füllgrad ausgelöst, der das Andrehmoment der elektrischen Maschine 14 unterstützt. Dies führt bei Brennkraftmaschinen mit kleinen Zylinderzahlen zu einer vereinfachten Ausführungsform, da sie ohne zusätzliche Steuerung der Einlaßventile auskommt, sofern derIn a further exemplary embodiment of the starting method for internal combustion engines according to the invention, in the positioning phase the inlet valve on the first cylinder of compression in the internal combustion engine is closed by the start control device 19 at the bottom dead center during a cold start, so that the starting position must be activated by overcoming the start of compression in the first cylinder , In order to achieve a reduced degree of compression and filling for the first cylinder, the now The crankshaft 11 of the internal combustion engine 10 is rotated by the electrical machine 14 with a greatly reduced torque into the starting position specified for a cold start, the compression which builds up in the process being largely reduced again by leakages in the cylinder. In the subsequent starting phase, the crankshaft 11 'is then rotated with full torque of the electrical machine 14. Here, too, after approximately 1/3 crankshaft rotation in the compression cylinder of the internal combustion engine, a first combustion with reduced compression and reduced filling level is triggered, which supports the starting torque of the electrical machine 14. In internal combustion engines with small numbers of cylinders, this leads to a simplified embodiment, since it does not require additional control of the intake valves, provided that
Startvorgang bereits mit einer verringerten Kompression des ersten Zylinders zu einem stabilen Hochlaufen der Brennkraftmaschine führt .Starting process with a reduced compression of the first cylinder leads to a stable startup of the internal combustion engine.
Auch bei einem Warmstart wird bei derartigenEven with a warm start, such
Brennkraftmaschinen die verringerte Kompression im ersten Zylinder ohne zusätzliche Ansteuerung der Einlaßventile realisiert, da sowohl im Start-Stopp-Betrieb, als auch im Schubbetrieb mit dem jeweils vorherigen Abschalten der Brennkraftmaschine die Startposition beim Auspendeln derInternal combustion engines realized the reduced compression in the first cylinder without additional control of the intake valves, since both in the start-stop mode and in overrun mode with the previous shutdown of the internal combustion engine, the starting position when swinging out
Kurbelwelle von der elektrischen Maschine 14 angesteuert und dort festgehalten wird. Durch die Leckagen im Zylinder wird auch hier während der Verweildauer bis zum erneuten Start die im Zylinder bereits vorhandene Kompression weitgehend abgebaut, so dass mit dem Schließen des Gaspedalschalters 22 die Startphase mit verringerter erster Kompression durchlaufen und nach etwa 1/3 -Kurbelwellendrehungen eine erste, das Andrehmoment der elektrischen Maschine 14 unterstützende Verbrennung ausgelöst wird. Alternativ zu der zuvor beschriebenen Positionierphase beim Kaltstart ist es ebenso gut möglich, dass die Kurbelwelle 11 während der Positionierphase mit der vollen Andrehkraft der elektrischen Maschine 14 in die Startposition gebracht wird und dass dann durch eine vom Startsteuergerät 19 vorgegebene Verweildauer in der Startposition die bereits . durch das Schließen des Einlaßventils vorhandene Teilkompression durch Leckagen im Zylinder soweit abgebaut oder verringert wird, dass in der nachfolgenden Startphase im ersten Zylinder Kompression und Füllgrad in angestrebtem Umfang reduziert werden.Crankshaft is driven by the electrical machine 14 and held there. Due to the leaks in the cylinder, the compression already present in the cylinder is largely reduced during the dwell time until the cylinder is started again, so that when the accelerator pedal switch 22 is closed, the starting phase passes through with reduced first compression and, after about 1/3 crankshaft rotations, a first, the torque of the electrical machine 14 supporting combustion is triggered. As an alternative to the previously described positioning phase during a cold start, it is equally possible for the crankshaft 11 to be brought into the starting position with the full starting force of the electrical machine 14 during the positioning phase and for the residence time in the starting position to be determined by the start control device 19 . by closing the intake valve existing partial compression due to leaks in the cylinder is reduced or reduced to such an extent that in the subsequent starting phase compression and degree of filling are reduced to the desired extent in the first cylinder.
Da das von der elektrischen Maschine zu überwindende Schleppmoment der Brennkraftmaschine bei einem Kaltstart wesentlich höher ist, als bei einem Warmstart, ist es wichtig, dass die von der elektrischen Maschine zusätzlich noch zu überwindende Kompression insbesondere in dem ersten Zylinder beim Kaltstart stärker herabgesetzt wird, als beim Warmstart. Über das Drehverhalten der Brennkraftmaschine in der Positionierphase kann daher der warme oder kalte Zustand der Brennkraftmaschine von dem Startsteuergerät erfaßt werden. Alternativ dazu kann dies auch durch eine Temperaturmessung der Brennkraftmaschine vom Startsteuergerät erfaßt werden. Abhängig vom Zustand der Brennkraftmaschine wird dann in der Positionierphase dieSince the drag torque of the internal combustion engine to be overcome by the electrical machine is much higher on a cold start than on a warm start, it is important that the compression to be overcome by the electric machine is reduced more than in the first cylinder, particularly in the first cylinder during warm start. The warm or cold state of the internal combustion engine can therefore be detected by the start control device via the rotational behavior of the internal combustion engine in the positioning phase. Alternatively, this can also be detected by a temperature measurement of the internal combustion engine by the start control device. Depending on the state of the internal combustion engine, the
Kurbelwelle in eine erste Startposition für einen Warmstart oder in eine nachfolgende zweite Startposition für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine gebracht . Die erste Startposition wird bei etwa 60° vor dem oberen Totpunkt und die zweite Startposition bei etwa 40° vor dem oberenCrankshaft brought into a first starting position for a warm start or into a subsequent second starting position for a cold start of the internal combustion engine. The first start position is at about 60 ° before top dead center and the second start position at about 40 ° before top dead center
Totpunkt des in Kompression gehenden Zylinders vorgegeben.Dead center of the cylinder going into compression is specified.
Wie bereits zuvor erwähnt, wird bei Brennkraftmaschinen mit einer Direkteinspritzung die vorgegebene Kraftstoffmenge während' der ersten Kompressionsphase mit verringerter Kompression eingespritzt. Bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung wird die Kraftstoffmenge über das noch geöffnete Einlaßventil' eingespritzt. Die Einspritzung beginnt dabei vorzugsweise ab dem unteren Totpunkt des in Kompression gehenden Zylinders .As previously mentioned, in internal combustion engines with direct injection, the predetermined amount of fuel while 'of the first compression phase with reduced Compression injected. In internal combustion engines with intake manifold injection, the fuel quantity is injected via the intake valve which is still open. The injection preferably starts from the bottom dead center of the cylinder going into compression.
Die verringerte Kompression in der Startphase bewirkt einerseits eine Herabsetzung des benötigten Andrehmomentes der elektrischen Maschine aus der Startposition der Kurbelwelle. Sie erreicht aber andererseits auch noch einen ausreichenden Luftfüllgrad von 25 bis 40%, mit dem dann bei entsprechend angepaßter Kraftstoff-Einspritzmenge bereits eine erste, das Andrehmoment stark unterstützende Verbrennung im Zylinder erzielt wird.The reduced compression in the starting phase on the one hand brings about a reduction in the required torque of the electrical machine from the starting position of the crankshaft. On the other hand, it also achieves a sufficient degree of air filling of 25 to 40%, with which, with a correspondingly adjusted fuel injection quantity, a first combustion in the cylinder, which strongly supports the torque, is then achieved.
Startversuche mit derartig ausgerüsteten Brennkraftmaschinen zeigen bei unterschiedlichen Auspendelstellungen der Brennkraftmaschine, dass aufgrund der relativ kleinen Start- Trägheitsmomente sehr starke Unterschiede im Startablauf, insbesondere in der Startdynamik und im minimal benötigtenAttempts to start with internal combustion engines equipped in this way show that the internal combustion engine has different swing-out positions, that due to the relatively small starting moments of inertia there are very large differences in the starting sequence, in particular in the starting dynamics and in the minimum required
Andrehmoment vorhanden sind. Bei kleinen und mittleren Zylinderzahlen von drei bis sechs Zylindern sowie beim Dieselmotor sind diese Start-Positions-Abhängigkeiten besonders ausgeprägt . Bei Startvorrichtungen mit einem Starter-Generator erwartet man eine sichere und dynamische Startfunktion, wobei bei der Kaltstartgrenztemperatur eine Startzeit bis zu einigen Sekunden noch akzeptabel ist, während beim Warmstart die Reduzierung der Startzeit im Vordergrund steht . Die Reduzierung des benötigten Andrehmomentes ist deshalb wichtig, weil der imTorque are present. With small and medium cylinder numbers of three to six cylinders and with a diesel engine, these start-position dependencies are particularly pronounced. In the case of starters with a starter generator, a safe and dynamic start function is expected, with a start time of up to a few seconds being acceptable at the cold start limit temperature, while the reduction in the start time is in the foreground during a warm start. The reduction of the required torque is important because the
Generatorbetrieb notwendige Dauerstrom einerseits und der Startstrom andererseits in einem solchen Verhältnis stehen, dass der Generatorstrom auslegungsbestimmend bleibt. In diesem Fall läßt sich der Aufwand für die elektrische Maschine und den für den Motorbetrieb erforderlichen Wechselrichter minimieren.Generator operation necessary continuous current on the one hand and the starting current on the other hand in such a relationship that the generator current remains design-determining. In this case, the effort for the electrical Minimize the machine and the inverter required for motor operation.
Mit dem er indungsgemäßen Startverfahren ist eine Koordination des Startablaufs und der Startapplikation mit einer abgestuften Kompressions- und Füllgradsteuerung der ersten zur Verbrennung beitragenden Zylinder bei minimiertem Andrehmoment möglich, die 'z einem sicheren Kaltstart und einen Warmstart mit deutlich reduzierter Startzeit führt. Neben der bekannten Drehwinkelsensorik können zusätzlich auch Drehzahl und Drehwinkelsignale der elektrischen Maschine mitverwendet werden.With the starting method according to the invention, the starting sequence and the starting application can be coordinated with a graduated compression and filling level control of the first cylinders contributing to the combustion with a minimal torque, which leads to a safe cold start and a warm start with a significantly reduced starting time. In addition to the known rotation angle sensors, speed and rotation angle signals of the electrical machine can also be used.
Da bei einem Kompressionsabbau durch Leckagen bei tiefen Temperaturen der Brennkraftmaschine und bei entsprechend großen Einspritzmengen eine relativ große Einspritzzeit benötigt werden kann, muß die Kurbelwelle ggf. bis zum Ende der Einspritzzeit in ihrer Einspritzstellung festgehalten werden. Gegenüber Brennkraftmaschinen mit konventionellem Starter wird hier bei einem Warmstart die Kurbelwelle mit relativ, kleinem Trägheitsmoment aus ihrer Startposition beschleunigt . Dabei wird zur Überwindung der ersten verringerten Kompression nur etwa 20% Energie gegenüber einer vollen Kompression benötigt, so dass die Drehzahl nach einer Anfangsbeschleunigung bereits einen hohen Wert von beispielsweise 150 bis 200 Umdrehungen/Minute erreicht. Sie wird im oberen Totpunktbereich des ersten Zylinders auf etwa diesem Niveau stagnieren, aber nicht wie bei der Überwindung einer vollen Kompression total einbrechen.. Nach dem oberen Totpunkt kann eine Teilenergie der Dekompression und bis zu ca. 40% des vollen Drehmomentes einer Verbrennung in diesem Zylinder genutzt werden, so dass die nachfolgende volle Kompression ohne Drehzahleinbruch überwunden und ■ anschließend der Selbstlauf mit hoher Dynamik erreicht wird. ' Bei einem Kaltstart läßt sich die Positionierung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auch bei Kaltstart- Grenztemperaturen mit einem vergleichsweise kleinen Andrehmoment durchführen, das beispielsweise 50% unter dem vollen Andrehmoment liegen kann. Dies ist möglich, wenn man • eine maximale Positionierzeit von etwa zwei Sekunden sowie als maximalen bis zur Startposition zu durchlaufenden Drehwinkel (Positionierwinkel) den Zündabstand - also 180° bei einer Vier-Zylinder-Maschine - als noch zulässig erachtet.Since a relatively large injection time may be required in the event of compression reduction due to leakage at low temperatures of the internal combustion engine and with correspondingly large injection quantities, the crankshaft may have to be held in its injection position until the end of the injection time. Compared to internal combustion engines with a conventional starter, the crankshaft is accelerated from its starting position with a relatively small moment of inertia during a warm start. In order to overcome the first reduced compression, only about 20% of energy is required compared to full compression, so that the speed already reaches a high value of, for example, 150 to 200 revolutions / minute after an initial acceleration. It will stagnate in the top dead center area of the first cylinder at about this level, but will not totally collapse as when overcoming a full compression. After top dead center, a partial energy of decompression and up to approx. 40% of the full torque of a combustion in this can Cylinders are used so that the subsequent full compression can be overcome without a drop in speed and ■ then the self-running is achieved with high dynamics. In the event of a cold start, the crankshaft of the internal combustion engine can also be positioned at cold start limit temperatures with a comparatively small starting torque, which can be, for example, 50% below the full starting torque. This is possible if • a maximum positioning time of around two seconds and the maximum rotation angle to be traversed to the starting position (positioning angle), the ignition interval - ie 180 ° for a four-cylinder machine - are still considered permissible.
Bekanntlich wird bei Drehzahlen deutlich unter 100 min-1 mit zunehmender Kompression im Zylinder mit steigendem Andrehmoment der größte Teil der Energiezufuhr durch die Zunahme der Leckage- und Wandwärmeverluste im Zylinder verbraucht und nur ein kleinerer Teil führt zu einer Erhöhung der Kurbelwellendrehzahl. Diese Verluste werden, nun dadurch verringert, dass die Kurbelwelle in der Positionierphase im zweiten Ausführungsbeispiel zunächst mit einem kleineren Andrehmoment in ihre Startposition gebracht wird und erst aus dieser Position heraus die Umschaltung auf das volle Andrehmoment vorgenommen wird. Die geeignete Startposition wird ähnlich wie bei der Warmstartpositionierung so gewählt, dass in der ersten Beschleunigungsphase nur eine verringerte Kompression durchlaufen werden muß. Der Luftfüllgrad und damit auch die nach dem oberen Totpunkt durch die Verbrennung erreichbaren Drehmomente haben aber bereits einen hohen Wert zur Unterstützung des Startvorganges.As is known, at speeds significantly below 100 min -1 with increasing compression in the cylinder with increasing torque, the largest part of the energy supply is consumed by the increase in leakage and wall heat losses in the cylinder and only a small part leads to an increase in the crankshaft speed. These losses are now reduced in that the crankshaft in the positioning phase in the second exemplary embodiment is first brought into its starting position with a smaller torque and only then is it switched over to the full torque from this position. The suitable starting position is selected in a manner similar to that for warm start positioning so that only a reduced compression has to be carried out in the first acceleration phase. The degree of air filling and thus also the torques that can be achieved by combustion after top dead center already have a high value to support the starting process.
In Fig. 2 sind in einer Tabelle die Verhältnisse in den Zylindern bei verringerter Kompression deutlich gemacht.In Fig. 2, the relationships in the cylinders with reduced compression are made clear in a table.
Die Tabelle gibt den Luftfüllgrad in % ' auf dem maximal möglichen Wert, den Verichtungsgrad gegenüber Normaldruck sowie den im oberen Totpunkt in bar gemessenen Gasfederdruck und die sich daraus ergebende Gasfeder-Energie an, und zwar bei einem abgestuft ansteigenden Startwinkel . Dabei ist der Startwinkel derjenige Winkel, den die Kurbelwelle in der Startposition gegenüber dem oberen Totpunkt des ersten in Kompression gehenden Zylinders einnimmt. Die Tabelle zeigt, daß bei verringerter Kompression die von der elektrischen Maschine beim Startvorgang aufzubringende Gasfeder-Energie deutlich überproportional gegenüber dem Füllgrad reduziert wird. The table shows the degree of air filling in% of the maximum possible value, the degree of compression compared to normal pressure as well as the gas spring pressure measured in bar at top dead center and the resulting gas spring energy at a gradually increasing starting angle. The starting angle is the angle that the crankshaft occupies in the starting position relative to the top dead center of the first cylinder that is in compression. The table shows that with reduced compression, the gas spring energy to be applied by the electrical machine during the starting process is significantly disproportionately reduced compared to the degree of filling.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Startverfahren für eine Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeuges mit einem Fahrzeuggetriebe (16) zwischen der Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern (17) des Kraftfahrzeuges, mit einer1. Starting method for an internal combustion engine (10) of a motor vehicle with a vehicle transmission (16) between the crankshaft (11) of the internal combustion engine and the drive wheels (17) of the motor vehicle, with a
Kupplung (15) zwischen dem Fahrzeuggetriebe und der Kurbelwelle, mit einer elektrischen Maschine (14) , die zum Andrehen der Brennkraftmaschine mit der Kurbelwelle verbunden ist, sowie mit einem Startsteuergerät (19) zur Erfassung der Kurbelwellenstellung und -drehung und zurCoupling (15) between the vehicle transmission and the crankshaft, with an electrical machine (14) which is connected to the crankshaft for starting the internal combustion engine, and with a start control device (19) for detecting the crankshaft position and rotation and for
Steuerung eines jeden Startvorganges der Brennkraftmaschine, ' wobei für jeden Startvorgang die Kurbelwelle von der elektrischen Maschine in einer Positionierphase in eine Startposition vor OT gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer anschließenden Startphase in dem mindestens ersten, in Kompression gehenden Zylinder der Brennkraftmaschine (10) eine erste Verbrennung mit verringerter Kompression und verringertem Füllgrad ausgelöst wird, die das in der Startphase an der Kurbelwelle (11) wirksame Andrehmoment der elektrischen Maschine (14) unterstützt.Control of each starting process of the internal combustion engine, ' with the crankshaft being brought from the electrical machine into a starting position before TDC in a positioning phase for each starting process, characterized in that in a subsequent starting phase in the at least first, compression cylinder of the internal combustion engine (10 ) a first combustion with reduced compression and reduced filling level is triggered, which supports the starting torque on the crankshaft (11) effective torque of the electrical machine (14).
2. Startverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Startphase das Andrehmoment der elektrischen Maschine (14) durch mehrere Verbrennungen mit verringerter Kompression und verringertem Füllgrad in den Zylindern der Brennkraftmaschine (10) unterstützt wird.2. Starting method according to claim 1, characterized in that during the starting phase, the torque of the electrical machine (14) by several burns is supported with reduced compression and reduced degree of filling in the cylinders of the internal combustion engine (10).
3. Startverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompression und der Füllgrad in Stufen auf ihren vollen Wert (100%) erhöht werden.3. Starting method according to claim 2, characterized in that the compression and the degree of filling are increased in stages to their full value (100%).
4. Startverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kompression und Füllgrad jeweils abhängig vom vorausgehenden Drehzahlverlauf der Kurbelwelle (11) gesteuert werden.4. Starting method according to claim 3, characterized in that compression and degree of filling are each controlled depending on the preceding speed curve of the crankshaft (11).
5. Startverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Startphase die5. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that in the starting phase
Verbrennung mit einer dem verringerten Füllgrad des Zylinders angepaßten verringerten Kraftstoffmenge ausgelöst wird.Combustion is triggered with a reduced amount of fuel adapted to the reduced degree of filling of the cylinder.
6. Startverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem vom Startsteuergerät (19) erfaßtem Zustand der Brennkraftmaschine (10) in der Positionierphase die Kurbelwelle (11) in eine erste Startposition für einen Warmstart oder in eine nachfolgende zweite Startposition für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine gebracht wird.6. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that, depending on the state of the internal combustion engine (10) detected by the start control device (19) in the positioning phase, the crankshaft (11) in a first start position for a warm start or in a subsequent second start position for a cold start of the internal combustion engine is brought.
7. Startverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Startposition bei etwa 60° vor dem oberen Totpunkt des in Kompression gehenden Zylinders der7. Starting method according to claim 6, characterized in that the first starting position at about 60 ° before the top dead center of the compression cylinder
Brennkraftmaschine (10) vorgegeben wird.Internal combustion engine (10) is specified.
8. Startverfahren nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Startposition bei etwa 40° vor dem oberen Totpunkt des in Kompression gehenden Zylinders der Brennkraftmaschine (10) vorgegeben wird.8. Starting method according to claim 6 or 7, characterized in that the second starting position at about 40 ° before the top dead center of the compression cylinder of the internal combustion engine (10) is specified.
9. Startverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über eine freie9. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that a free
Ventilsteuerung der Einlaßventile Kompression und Füllgrad des in Kompression gehenden Zylinders verringert wird.Valve control of the intake valves compression and degree of filling of the cylinder going into compression is reduced.
10. Startverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Brennkraftmaschinen mit geradzahligen Zylinderzahlen von > 6 bei jedem zweiten in Kompression gehenden Zylinder Kompression und Füllgrad auf 0% gesteuert wird.10. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that in internal combustion engines with an even number of cylinders of> 6, compression and fill level is controlled to 0% for every second cylinder going into compression.
11. Startverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Start-Stopp-Betrieb des Fahrzeugs mit Beginn einer Stopphase die Kurbelwelle (11) beim Auspendeln von der elektrischen Maschine (14) in eine Startposition gebracht und bis zur nachfolgenden, vom Fahrzeugführer auszulösenden Startphase gehalten wird.11. Starting method according to claim 6, characterized in that in the start-stop operation of the vehicle with the start of a stop phase, the crankshaft (11) is brought into a starting position when the electric machine (14) is swinging out and up to the subsequent starting phase to be triggered by the vehicle driver is held.
12. Startsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kompression und Füllgrad des ersten in Kompression gehenden Zylinders' durch langsames12. Starting system according to one of the preceding claims, characterized in that compression and degree of filling of the first cylinder in compression ' by slow
Drehen der Kurbelwelle (11) in die Startposition über Leckagen der Zylinder verringert wird.Turning the crankshaft (11) into the starting position is reduced due to cylinder leakage.
13. Startverfahren nach einem .der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle während der13. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that the crankshaft during the
Positionierphase von der elektrischen Maschine (14) in die Startposition gebracht und dass Kompression und Füllgrad des ersten in Kompression gehenden Zylinders durch eine vorgegebene Verweildauer in der Startposition über Leckagen des Zylinders verringert werden. Positioning phase brought from the electrical machine (14) into the starting position and that the compression and degree of filling of the first cylinder in compression are reduced by a predetermined dwell time in the starting position due to leakages in the cylinder.
14. Startverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (11) solange in ihrer Startposition gehalten wird, bis. der Gasfederdruck des in Kompression gehenden Zylinders durch Leckagen auf einen Restwert abgesunken ist.14. Starting method according to claim 13, characterized in that the crankshaft (11) is held in its starting position until. the gas spring pressure of the cylinder in compression has dropped to a residual value due to leakage.
15. Startverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung während der ersten15. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that in an internal combustion engine with direct injection during the first
Kompressionsphase mit verringerter Kompression die vorgegebene Kraftstoffmenge eingespritzt wird.Compression phase with reduced compression, the predetermined amount of fuel is injected.
16. Startverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Brennkraftmaschine mit16. Starting method according to one of claims 1 to 14, characterized in that with an internal combustion engine
Saugrohreinspritzung vor der vorzugsweise ersten , Kompressionsphase mit verringerter Kompression, vorzugsweise ab dem unteren Totpunkt des in Kompression gehenden Zylinders die vorgegebene Kraftstoffmenge über das noch geöffnete Einlaßventil eingespritzt wird.Intake manifold injection before the preferably first, compression phase with reduced compression, preferably from the bottom dead center of the cylinder going into compression, the predetermined amount of fuel is injected via the still open intake valve.
17. Startverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der durch die Startposition der Kurbelwelle (11) vorgegebenen ersten verringerten Kompression ein Luftfüllgrad von 25 bis 40% erreicht wird.17. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that with the first reduced compression predetermined by the starting position of the crankshaft (11) an air filling degree of 25 to 40% is achieved.
18. Startverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen eines vorgegebenen Drehzählwertes der Kurbelwelle (11) der18. Starting method according to one of the preceding claims, characterized in that when a predetermined rotational count of the crankshaft (11) is reached
Füllgrad und die Kompression auf 100% der Leerlaufwerte gesetzt werden. Fill level and the compression set to 100% of the idle values.
9. Startvorrichtung für eine Brennkraf maschine eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung eines Startverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Startsteuergerät (19) zur Durchführung der Position!er- und der Startphase eingangsseitig mit einem Dreh- und Lagesensor (12) der Kurbelwelle (11) und ausgangsseitig mit der elektrischen Maschine (14) , einer Ventilsteuerung und einer Kraftstoff-Einspritzsteuerung (18) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist. 9. Starting device for an internal combustion engine of a motor vehicle for carrying out a starting method according to claim 1, characterized in that the starting control device (19) for carrying out the position and the starting phase on the input side with a rotation and position sensor (12) of the crankshaft (11 ) and is connected on the output side to the electrical machine (14), a valve control and a fuel injection control (18) of the internal combustion engine (10).
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