WO2009083470A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for operating an internal combustion engine, wherein during operation of the internal combustion engine in a normal operation, an operation for combustion of fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine is performed periodically at a predetermined angular position of a crankshaft of the internal combustion engine. Furthermore, the present invention relates to a device which is set up for carrying out such a method and to a computer program for carrying out all the steps of such a method.
- crankshaft-angle synchronization is established by placing a signal on the crankshaft.
- shaft fixed gear is observed with a tooth gap. A passing of the tooth gap provides information about the angular position of the crankshaft.
- a disadvantage of the described method is that it first has to wait until a synchronization has taken place, which in the unfavorable case requires almost a full revolution of the crankshaft before a synchronization can be performed. Furthermore, it is disadvantageous that the period between the synchronization and a first
- Ignition of a mixture in a combustion chamber is additionally extended by the fact that the order described above must be observed.
- An object of the invention is to improve the known from the prior art devices and methods, wherein in particular a method and an apparatus are to be given, which allow a faster starting an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with gasoline direct injection under high pressure.
- the operation is not necessarily tied to an angular position, but may also be triggered by the passage of a period of time or by comparable events. It should be noted that during the starting process, the internal combustion engine is towed, wherein the speed of the internal combustion engine in the starting process significantly below a
- Speed of the internal combustion engine in normal operation is. If it is further taken into account that the normally determined angular positions for the operation are usually selected such that an operation is always ensured even when the internal combustion engine is operating at the maximum rotational speed, it becomes clear that a multiple of time is available during towing perform comparable calculations during a power stroke or one or two revolutions of the crankshaft.
- the method is particularly suitable for internal combustion engines with gasoline direct injection and in particular for internal combustion engines with a high-pressure gasoline direct injection from a high-pressure accumulator.
- EP 1 283 343 A2 for the usually defined angular positions for operations, which are also referred to as "tasks.”
- This application also describes how synchronization with an angular identification mark, for example a tooth gap of a toothed wheel,
- the advantage of the invention is that synchronization by detecting, for example, a missing tooth gap of a gear fixed to the crankshaft is no longer decisive for the release of the injection and ignition.
- a known Abstellposition of the internal combustion engine is used to determine a first to be fired in the startup combustion chamber, wherein the operation for combustion in the first to be fired combustion chamber is performed regardless of the fixed angular position.
- a control device or a crankshaft which is known after a shutdown of the internal combustion engine in which position, ie angular position, the crankshaft of the internal combustion engine, offer the advantage that even before a synchronization of a control device, the angular position of the crankshaft can be determined, which Combustion chamber is suitable for a first combustion of fuel.
- the parking position is also referred to as the rest position and usually denotes the angular position of the internal combustion engine immediately before towing.
- the first combustion chamber to be fired is selected from a plurality of combustion chambers as a function of the parking position of the internal combustion engine.
- the first combustion chamber to be fired is selected from a plurality of combustion chambers as a function of the parking position of the internal combustion engine.
- it is generally after switching off the internal combustion engine that due to the position of the crankshaft, some pistons of combustion chambers are in a more favorable position for a subsequent fast high-pressure start than others.
- one of the most suitable combustion chambers or the most suitable combustion chamber is selected for an early first ignition of fuel during the starting process of the internal combustion engine.
- a plurality of combustion chambers are selected which, in the parking position of the internal combustion engine, have sufficient charge for a first combustion in the starting process.
- sufficient filling in this case is meant a sufficient air filling, d. H.
- a combustion chamber is selected which has a piston position as close as possible to the bottom dead center, so that there is a large amount of air in the combustion chamber.
- the size of the filling is decisive for whether one
- Burning enough torque is built up to initiate the startup or continue. This offers the advantage that the ignition can be released as early as possible.
- the first combustion chamber to be fired is determined prior to the start of the starting process of the internal combustion engine. In this case, before the start of the starting process, preferably before the towing of the internal combustion engine.
- the combustion chamber can be determined, which is best suited as the first combustion chamber to be fired in a subsequent starting process. In such a case, it is advantageous to monitor whether the crankshaft of the internal combustion engine is moved during the Abstellzeitraums, in such a case to switch to a conventional starting operation.
- it is preferable to switch to a conventional starting procedure if it is determined that the internal combustion engine is not in the stored parking position.
- the first combustion chamber to be fired is one which is located in the exhaust chamber. in a compression tract or immediately before a compression tract.
- the operation is performed independently of a synchronization of a control device by detecting an angle mark of the crankshaft.
- This offers the advantage that it is not necessary to wait for a synchronization and the starting process is accelerated.
- the operation is performed before synchronization of a control means follows by detecting an angular mark of the crankshaft. This means that the operation is started anyway, regardless of whether synchronization has already taken place. This does not rule out that, depending on the parking position of the internal combustion engine but a synchronization takes place before the calculation is started, for example, if the parking position of the type is that immediately after towing the angle mark is detected.
- an angle mark is used to denote, for example, a tooth gap of a toothed wheel which is fastened to the crankshaft.
- a parameter is calculated during the operation.
- This parameter is advantageously an air filling quantity of the combustion chamber, a fuel quantity for the combustion chamber
- the air filling quantity can be calculated, for example, from the angular position of the crankshaft by closing the current volume of the combustion chamber from the kinematic relationship between the crankshaft and the piston.
- the amount of fuel can be provided for a stratified injection. From the above-mentioned European application, various operations are known which must or can be performed to perform an injection. For details, refer to the above mentioned European application.
- a plurality of operations for combustion of fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine are made periodically at different, fixed angular positions, wherein at least two of the operations are performed independently of the respectively fixed angular positions during the starting process. It can also be provided that operations in a different order than usually carried out, for example, because in the startup dependencies need not be considered, which must be considered in general operation. Furthermore, it is possible to perform operations in parallel.
- Another object of the invention is a device, in particular a control device or an internal combustion engine, which are adapted to carry out a method in one of the advantageous embodiments described above.
- a computer program with program code for carrying out all the steps of such a method when the program is executed in a computer forms a further subject of the invention.
- FIG. 1 shows a sketch of an internal combustion engine in which a method according to the invention can be carried out
- FIG. 2 is a schematic illustration of the flow of operations during a starting operation of the internal combustion engine of FIG. 1; FIG. and
- FIG. 3 shows a schematic representation of the sequence of operations during a starting process according to the invention of the internal combustion engine of FIG. 1.
- FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine 10. It comprises an engine block with a plurality of cylinders 12, of which only one is shown in FIG.
- a combustion chamber 14 is present, which is partially limited by a piston 16.
- This is connected via a connecting rod 18 with a crankshaft 20.
- a gear 22 is fixed on the crankshaft 20, in turn, a gear 22 is fixed.
- This carries on its circumference a total of 58 teeth (without reference numerals). There are no teeth over a perimeter extension corresponding to two teeth.
- the gap 24 thus formed on the circumference of the gear 22 is detected by an inductive sensor 26.
- the inductive sensor 26 is arranged adjacent to the toothed wheel 22 and is designed so that it can detect the passage 24 of the gap 24 when the toothed wheel 22 rotates.
- the gap 24 may also be referred to as an angle mark 24, as it indicates a certain angular position of the crankshaft 20.
- Combustion air is supplied to the combustion chamber 14 through an inlet pipe 28 and an inlet valve 30.
- the combustion exhaust gases are discharged from the combustion chamber 14 via an exhaust valve 32 and an exhaust pipe 34.
- a throttle valve 36 allows the adjustment of the amount of air that passes through the inlet pipe 28 into the combustion chamber 14.
- the movement of the throttle valve 36 is performed by a servo motor 38.
- the reaching into the combustion chamber 14 air quantity is measured by a hot film sensor 40 ("HFM sensor").
- HFM sensor hot film sensor
- a catalyst 42 is disposed, and the mixture composition of the exhaust gas is from a
- Fuel is supplied to the combustion chamber 14 from a fuel system 46 shown only symbolically in FIG. 1.
- a fuel system 46 may include a fuel tank, an electric prefeed pump, and a main mechanical pump. Furthermore, this includes
- Fuel system 46 a referred to as "rail" or high-pressure accumulator fuel rail in which the fuel is stored under high pressure.
- an injection valve 48 is connected, which injects the fuel directly into the combustion chamber 14 of the internal combustion engine 10.
- the ignition of the present in the combustion chamber 14 air-fuel mixture is effected by a spark plug 50, which is supplied by an ignition system 52 with the required energy.
- a knock sensor 54 attached to the cylinder 12 of the internal combustion engine 10 detects a knocking combustion possibly taking place in the combustion chamber 14.
- the operation of the internal combustion engine 10 is controlled by a control device 56.
- This is the output side connected to the ignition system 52, the injection valve 48, and the servo motor 38 of the throttle valve 36, and the input side, the controller 56 with the knock sensor 54, the lambda sensor 44, the inductive sensor 26 and the HFM sensor 40 is connected.
- the fuel is injected into the combustion chamber 14 directly from the injection valve 48.
- the internal combustion engine 10 can be operated in different operating modes, depending on, for example, speed and torque. For example, it is possible to inject fuel into the combustion chamber 14 during the intake stroke, that is to say during a period in which the intake valve 30 is open. In this case, the fuel together with the air in the combustion chamber 14 forms a substantially homogeneous fuel-air mixture. Such injection is referred to as “homogeneous injection", the corresponding mode as "homogeneous”.
- a controller 56 The necessary in an operating mode operations, calculations and the generation of corresponding control signals are processed by a controller 56 within a processing grid.
- a controller 56 There are time-synchronous processing grids in which certain operations are performed at certain constant time intervals. Other operations are performed in a processing grid synchronous with the rotational angle of the crankshaft 20. These other operations are also referred to herein as parameter calculations.
- the current angular position of the crankshaft 20 is detected by the inductive sensor 26 via the detection of the gap 24 and the detection of the following teeth on the gear 22.
- a Hall sensor could be used instead of an inductive sensor.
- the angular position of the crankshaft 20 is thus known to the control device 56. It is usually in "degree before top dead center ignition” (vZOT) of the piston 16.
- the intake valve 30 and the exhaust valve 32 are mechanically rigidly connected to the crankshaft 20 via the camshaft (not shown).
- variably controllable valves from the prior art are known.
- the gap 24 on the gear 22 defines the beginning of a first and a second, to the rotation angle of the crankshaft 20 synchronous processing grid. These are referred to in Figs. 2 and 3 as "SYNCHROI" and "SYNCHRO2".
- FIG. 2 schematically shows the sequence of a conventional high-pressure start.
- FIG. 2 refers to the internal combustion engine shown in FIG. 1 and describes an operating method for this internal combustion engine.
- required operating variables are processed in operations. These are the first operation 61 and the second operation 62, which are exemplified herein. in the
- Operation can be performed more than just these two operations 61 and 62.
- operation 61 a parameter calculation is performed, wherein the filling of the combustion chamber is calculated.
- the operation 61 is clocked by "SYNCHRO1.”
- operation 62 clocked by "SYNCHRO2"
- the fuel amount for a stratified injection, the ignition angle and the ignition energy are calculated.
- a start request 65 is first detected by the control device. Subsequently, the control device waits until a synchronization is present, that is to say when the engine is started. H. until the gap 24 is first detected on the gear. This time span will be in the
- the reference numeral 67 designates a time period which designates a period of time from another start request at another rest position of the internal combustion engine.
- the first combustion chamber After synchronization, it is determined in which combustion chamber the first combustion should take place. Subsequently, during a period of time 68, the above-mentioned operations 61 and 62 are carried out for this combustion chamber. At the end of the period 68, the ignition 70 takes place.
- the first fired combustion chamber is generally not the combustion chamber, which after switching off the engine, d. H. in the rest position, in the compression stroke, but another. This usually requires a longer startup time compared to the inventive method described below.
- FIG. 3 shows the sequence of a method according to the invention.
- the same reference numerals denote the same processes as in FIG. 2.
- One of the differences compared to the method of Figure 2 is that during a startup process, a stored or otherwise determined rest position of the internal combustion engine is used.
- the rest position denotes the angular position of the crankshaft before the start of towing.
- a storage can take place, for example, by storing the rest position in a memory of the control device during a previous run-out of the internal combustion engine and retrieving it before or during a subsequent start-up procedure.
- a determination of the first combustion chamber to be fired takes place spontaneously on a start request 65. It is determined which of the combustion chambers is in a compression stroke and a sufficient air charge for a suitable
- a first ignition 70 takes place at the ignition angle position calculated therefor.
- the elapsed time since the start request to the first ignition time is denoted by 71. It can be clearly seen that a faster high-pressure start is possible with the method according to the invention than with the conventional method.
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Abstract
Method for operating an internal combustion engine (10), wherein, during operation of the internal combustion engine (10) in a normal operating mode, an operation is carried out periodically in such a way that fuel is burnt in a combustion chamber (14) of the internal combustion engine (10) at a fixed angular position of a crankshaft (20) of the internal combustion engine (10), characterized in that during a starting process of the internal combustion engine (10) the operation is carried out independently of the fixed angular position.
Description
Beschreibung description
Titel Verfahren zum Betreiben einer BrennkraftmaschineTitle Method for operating an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine in einem Normalbetrieb eine Operation für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum der Brennkraftmaschine periodisch bei einer festgesetzten Winkellage einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtet ist und ein Computerprogramm zur Durchführung aller Schritte eines solchen Verfahrens.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine, wherein during operation of the internal combustion engine in a normal operation, an operation for combustion of fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine is performed periodically at a predetermined angular position of a crankshaft of the internal combustion engine. Furthermore, the present invention relates to a device which is set up for carrying out such a method and to a computer program for carrying out all the steps of such a method.
Bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung, werden während des Betriebs laufend Berechnungen von Parametern beziehungsweise Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine vorgenommen, um eine saubere und wirtschaftliche Verbrennung von Kraftstoff in den Brennräumen sicherzustellen. Diese Operationen werden auch als „Tasks" bezeichnet. Sie dienen dazu, beispielsweise die Füllung, die Kraftstoffmenge bei einer Schichteinspritzung, den Zündwinkel und die Zündenergie zu berechnen. Es ist offensichtlich, dass vor einer Einspritzung die benötigte Kraftstoffmenge für die Einspritzung berechnet werden muss.In internal combustion engines with direct injection, especially in internal combustion engines with gasoline direct injection, calculations of parameters or operating variables of the internal combustion engine are continuously made during operation in order to ensure a clean and economical combustion of fuel in the combustion chambers. These operations are also referred to as "tasks." They are used, for example, to calculate the charge, the amount of fuel in a stratified injection, the firing angle, and the ignition energy It is obvious that the amount of fuel required for injection must be calculated before injection.
Um diese Operationen in einer geeigneten Reihenfolge durchzuführen und um einen reibungslosen Betriebsablauf sicherzustellen, hat es sich als sinnvoll erwiesen, diese Operationen zu jeweils festgelegten und teilweise verschiedenen Zeitpunkten beziehungsweise Kurbelwellen- drehwinkeln durchzuführen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beispielsweise die Füllung mit Luft eines Brennraumes berechnet wird, bevor die benötigte Kraftstoffmenge berechnet wird. Solche Verfahren und dazu geeignete Vorrichtungen werden ausführlich in der EP 1 283 343 A2 beschrieben. Zur Synchronisierung beziehungsweise Auslösung der einzelnen Operationen wird eine Kurbelwellen- Winkel-Synchronisierung hergestellt, indem ein auf der Kurbel-
welle befestigtes Zahnrad mit einer Zahnlücke beobachtet wird. Dabei gibt ein Vorbeilaufen der Zahnlücke Aufschluss über die Winkellage der Kurbelwelle.In order to perform these operations in a suitable order and to ensure a smooth operation, it has proven to be useful to perform these operations at respectively fixed and partially different times or crankshaft rotation angles. In this way it is ensured that, for example, the filling with air of a combustion chamber is calculated before the required amount of fuel is calculated. Such methods and devices suitable therefor are described in detail in EP 1 283 343 A2. To synchronize or trigger the individual operations, a crankshaft-angle synchronization is established by placing a signal on the crankshaft. shaft fixed gear is observed with a tooth gap. A passing of the tooth gap provides information about the angular position of the crankshaft.
Herkömmlich wird während Startvorgängen abgewartet, bis eine Synchronisation einer Steuer- einrichtung oder eines Steuerverfahrens mit dem Kurbelwellenwinkel stattfindet, d. h. es wird abgewartet, bis die Zahnlücke des auf der Kurbelwelle montierten Zahnrades ein erstes Mal er- fasst wird. Anschließend werden bei Verfahren nach dem Stand der Technik zu den oben beschriebenen festgelegten Zeitpunkten beziehungsweise Kurbelwellenwinkeln, die aus der Synchronisierung anhand der Zahnlücke errechnet werden, die Operationen gestartet. Hierzu wird wiederum auf die oben genannte europäische Patentanmeldung verwiesen.Conventionally, it is waited during start-up operations until a synchronization of a control device or a control method with the crankshaft angle takes place, i. H. It is waited until the tooth gap of the mounted on the crankshaft gearwheel is detected for the first time. Subsequently, in the prior art methods, the operations are started at the above-described specified times or crankshaft angles calculated from the synchronization based on the tooth gap. For this purpose, reference is again made to the above-mentioned European patent application.
Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist, dass zunächst abgewartet werden muss, bis eine Synchronisierung stattgefunden hat, wobei dies im ungünstigen Fall nahezu eine volle Umdrehung der Kurbelwelle erfordert, bevor eine Synchronisierung vorgenommen werden kann. Weiterhin ist nachteilig, dass der Zeitraum zwischen der Synchronisierung und einer erstenA disadvantage of the described method is that it first has to wait until a synchronization has taken place, which in the unfavorable case requires almost a full revolution of the crankshaft before a synchronization can be performed. Furthermore, it is disadvantageous that the period between the synchronization and a first
Zündung eines Gemisches in einem Brennraum zusätzlich dadurch verlängert wird, dass die oben beschriebene Reihenfolge eingehalten werden muss.Ignition of a mixture in a combustion chamber is additionally extended by the fact that the order described above must be observed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren zu verbessern, wobei insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden sollen, welche ein schnelleres Starten einer Brennkraftmaschine ermöglichen, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung unter Hochdruck.An object of the invention is to improve the known from the prior art devices and methods, wherein in particular a method and an apparatus are to be given, which allow a faster starting an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with gasoline direct injection under high pressure.
Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine in einem Normalbetrieb eine Operation für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum der Brennkraftmaschine periodisch bei einer festgesetzten Winkellage einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine die Operation unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird. Dabei bedeutet unabhängig von der festgesetzten Winkellage insbesondere, dass für die Berechnung eine Winkellage gewählt wird, die nicht der festgesetzten Winkellage entspricht oder auch eine Winkellage gewählt wird, die der festgesetzten Winkellage entspricht, wobei dies jedoch bei dem erfmdungs-
gemäßen Verfahren nicht zwingend ist. Weiterhin ist darunter zu verstehen, dass die Operation nicht notwendigerweise an eine Winkellage geknüpft wird, sondern gegebenenfalls auch durch den Ablauf einer Zeitspanne ausgelöst werden kann oder durch vergleichbare Ereignisse. Dabei ist zu berücksichtigen, dass während des Startvorgangs die Brennkraftmaschine angeschleppt wird, wobei die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Startvorgang deutlich unterhalb einerThis problem is solved by a method for operating an internal combustion engine, wherein during operation of the internal combustion engine in a normal operation, an operation for combustion of fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine is performed periodically at a predetermined angular position of a crankshaft of the internal combustion engine, characterized in that during a startup of the internal combustion engine, the operation is performed independently of the fixed angular position. This means regardless of the fixed angular position in particular that for the calculation of an angular position is selected, which does not correspond to the fixed angular position or an angular position is selected, which corresponds to the fixed angular position, but this in the erfmdungs- according to the method is not mandatory. Furthermore, it should be understood that the operation is not necessarily tied to an angular position, but may also be triggered by the passage of a period of time or by comparable events. It should be noted that during the starting process, the internal combustion engine is towed, wherein the speed of the internal combustion engine in the starting process significantly below a
Drehzahl der Brennkraftmaschine im Normalbetrieb ist. Wird weiterhin berücksichtigt, dass die normalerweise festgesetzten Winkellagen für die Operation üblicherweise so gewählt werden, auch bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit der Höchstdrehzahl eine Operation immer gewährleistet ist, wird klar, dass während des Anschleppens ein Vielfaches an Zeit zur Verfü- gung steht, um vergleichbare Berechnungen während eines Arbeitstaktes oder einer beziehungsweise zwei Umdrehungen der Kurbelwelle durchzuführen. Das Verfahrend ist besonders geeignet für Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung und insbesondere für Brennkraftmaschinen mit einer Hochdruck-Benzindirekteinspritzung aus einem Hochdruckspeicher. Für die üblicherweise festgesetzten Winkellagen für Operationen, die auch mit „Tasks" be- zeichnet werden, wird auf die EP 1 283 343 A2 verwiesen. In dieser Anmeldung ist auch beschrieben, wie aus einer Synchronisation mit einer Winkelkennmarke, beispielsweise einer Zahnlücke eines Zahnrades, ein Verarbeitungsraster für festgesetzte Winkellagen gewonnen werden kann. Der Vorteil der Erfindung ist, dass die Synchronisation durch Erkennung beispielsweise einer fehlenden Zahnlücke eines an der Kurbelwelle befestigten Zahnrades nicht mehr für die Freigabe der Einspritzung und Zündung ausschlaggebend ist.Speed of the internal combustion engine in normal operation is. If it is further taken into account that the normally determined angular positions for the operation are usually selected such that an operation is always ensured even when the internal combustion engine is operating at the maximum rotational speed, it becomes clear that a multiple of time is available during towing perform comparable calculations during a power stroke or one or two revolutions of the crankshaft. The method is particularly suitable for internal combustion engines with gasoline direct injection and in particular for internal combustion engines with a high-pressure gasoline direct injection from a high-pressure accumulator. Reference is made to EP 1 283 343 A2 for the usually defined angular positions for operations, which are also referred to as "tasks." This application also describes how synchronization with an angular identification mark, for example a tooth gap of a toothed wheel, The advantage of the invention is that synchronization by detecting, for example, a missing tooth gap of a gear fixed to the crankshaft is no longer decisive for the release of the injection and ignition.
Vorzugsweise wird eine bekannte Abstellposition der Brennkraftmaschine verwendet, um einen bei dem Startvorgang als erstes zu befeuernden Brennraum zu ermitteln, wobei die Operation für eine Verbrennung in dem als erstes zu befeuernden Brennraum unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird. Eine Steuereinrichtung oder eine Kurbelwelle, bei welchen nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine bekannt ist, in welcher Lage, d. h. Winkellage, sich die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befindet, bieten den Vorteil, dass noch vor einer Synchronisation einer Steuereinrichtung der Winkellage der Kurbelwelle ermittelt werden kann, welcher Brennraum für eine erste Verbrennung von Kraftstoff geeignet ist. Die Abstellposition wird auch als Ruhelage bezeichnet und bezeichnet üblicherweise die Winkellage der Brennkraftmaschine unmittelbar vor dem Anschleppen.
- A -Preferably, a known Abstellposition of the internal combustion engine is used to determine a first to be fired in the startup combustion chamber, wherein the operation for combustion in the first to be fired combustion chamber is performed regardless of the fixed angular position. A control device or a crankshaft, which is known after a shutdown of the internal combustion engine in which position, ie angular position, the crankshaft of the internal combustion engine, offer the advantage that even before a synchronization of a control device, the angular position of the crankshaft can be determined, which Combustion chamber is suitable for a first combustion of fuel. The parking position is also referred to as the rest position and usually denotes the angular position of the internal combustion engine immediately before towing. - A -
Vorzugsweise wird der als erstes zu befeuernde Brennraum aus mehreren Brennräumen in Abhängigkeit der Abstellposition der Brennkraftmaschine ausgewählt. Bei mehreren vorhandenen Brennräumen einer Brennkraftmaschine ist es in der Regel nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine so, dass aufgrund der Lage der Kurbelwelle einige Kolben von Brennräumen in einer günstigeren Lage für einen nachfolgenden schnellen Hochdruckstart liegen als andere.Preferably, the first combustion chamber to be fired is selected from a plurality of combustion chambers as a function of the parking position of the internal combustion engine. In the case of several existing combustion chambers of an internal combustion engine, it is generally after switching off the internal combustion engine that due to the position of the crankshaft, some pistons of combustion chambers are in a more favorable position for a subsequent fast high-pressure start than others.
Vorzugsweise wird einer der am besten geeigneten Brennräume oder der am besten geeignete Brennraum für eine frühe erste Zündung von Kraftstoff beim Startvorgang der Brennkraftmaschine ausgewählt.Preferably, one of the most suitable combustion chambers or the most suitable combustion chamber is selected for an early first ignition of fuel during the starting process of the internal combustion engine.
Vorteilhafterweise wird als erster zu befeuernder Brennraum von mehreren Brennräumen der ausgewählt, der in der Abstellposition der Brennkraftmaschine eine ausreichende Füllung für eine erste Verbrennung im Startvorgang aufweist. Mit ausreichender Füllung ist hierbei eine ausreichende Luftfüllung gemeint, d. h. es wird ein Brennraum ausgewählt, der eine Kolbenstellung möglichst nahe dem unteren Totpunkt aufweist, so dass sich in dem Brennraum eine große Luftmenge befindet. Dabei ist die Größe der Füllung entscheidend dafür, ob bei einerAdvantageously, as the first combustion chamber to be fired, a plurality of combustion chambers are selected which, in the parking position of the internal combustion engine, have sufficient charge for a first combustion in the starting process. With sufficient filling in this case is meant a sufficient air filling, d. H. a combustion chamber is selected which has a piston position as close as possible to the bottom dead center, so that there is a large amount of air in the combustion chamber. The size of the filling is decisive for whether one
Verbrennung genügend Drehmoment aufgebaut wird, um den Startvorgang einzuleiten beziehungsweise fortzusetzen. Dies bietet den Vorteil, dass die Zündung möglichst frühzeitig freigegeben werden kann.Burning enough torque is built up to initiate the startup or continue. This offers the advantage that the ignition can be released as early as possible.
Vorteilhafterweise wird der als erster zu befeuernde Brennraum vor dem Beginn des Startvorgangs der Brennkraftmaschine bestimmt. Dabei bedeutet vor dem Beginn des Startvorgangs vorzugsweise vor dem Anschleppen der Brennkraftmaschine. So kann beispielsweise direkt nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine der Brennraum bestimmt werden, welcher bei einem nachfolgenden Startvorgang am besten als erster zu befeuernder Brennraum geeignet ist. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, zu überwachen, ob die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine während des Abstellzeitraums bewegt wird, um in einem solchen Fall auf einen herkömmlichen Startvorgang umzuschalten. Allgemein wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt, auf einen herkömmlichen Startvorgang umzuschalten, falls festgestellt wird, dass sich die Brennkraftmaschine nicht in der gespeicherten Abstellposition befindet. Eine weitere Möglich- keit ist, auf eine Startanforderung hin zunächst den als erstes zu befeuernden Brennraum zu bestimmen und anschließend mit dem Anschleppen, d. h. dem eigentlichen Startvorgang, der Brennkraftmaschine zu beginnen. Dies bietet den Vorteil, dass beim Beginn des Anschleppens bereits klar ist, mit welchem Brennraum eine erste Zündung von Kraftstoff vorgenommen wird. Vorteilhafterweise ist der als erster zu befeuernde Brennraum einer, welcher sich in der Ab-
stellposition in einem Kompressionstrakt oder unmittelbar vor einem Kompressionstrakt befindet.Advantageously, the first combustion chamber to be fired is determined prior to the start of the starting process of the internal combustion engine. In this case, before the start of the starting process, preferably before the towing of the internal combustion engine. Thus, for example, directly after switching off the internal combustion engine, the combustion chamber can be determined, which is best suited as the first combustion chamber to be fired in a subsequent starting process. In such a case, it is advantageous to monitor whether the crankshaft of the internal combustion engine is moved during the Abstellzeitraums, in such a case to switch to a conventional starting operation. Generally, in the context of the invention, it is preferable to switch to a conventional starting procedure if it is determined that the internal combustion engine is not in the stored parking position. Another possibility is to first determine the first combustion chamber to be fired, following a start request, and then to start to tow, ie, the actual starting procedure, of the internal combustion engine. This offers the advantage that at the beginning of towing it is already clear with which combustion chamber a first ignition of fuel is made. Advantageously, the first combustion chamber to be fired is one which is located in the exhaust chamber. in a compression tract or immediately before a compression tract.
Vorteilhafterweise wird die Operation unabhängig von einer Synchronisation einer Steuerein- richtung durch Erfassen einer Winkelmarke der Kurbelwelle durchgeführt. Dies bietet den Vorteil, dass nicht eine Synchronisation abgewartet werden muss und der Startvorgang beschleunigt wird. In anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Operation durchgeführt, bevor eine Synchronisation einer Steuereinrichtung durch Erfassen einer Win- kelmarke der Kurbelwelle folgt. Dies bedeutet, dass auf jeden Fall mit der Operation begonnen wird, unabhängig davon, ob eine Synchronisation bereits statt gefunden hat. Dies schließt nicht aus, dass je nach Abstellposition der Brennkraftmaschine doch eine Synchronisation erfolgt, bevor mit der Berechnung begonnen wird, beispielsweise falls die Abstellposition der Art ist, dass unmittelbar nach dem Anschleppen die Winkelmarke erfasst wird. Allgemein wird mit einer Winkelmarke beispielsweise eine Zahnlücke eines Zahnrades bezeichnet, das an der Kur- belwelle befestigt ist. Das Verfahren bietet den Vorteil, dass die Synchronisation durch Erkennung einer Winkelmarke nicht mehr für die Freigabe der Einspritzung und Zündung ausschlaggebend ist.Advantageously, the operation is performed independently of a synchronization of a control device by detecting an angle mark of the crankshaft. This offers the advantage that it is not necessary to wait for a synchronization and the starting process is accelerated. In other preferred embodiments of the invention, the operation is performed before synchronization of a control means follows by detecting an angular mark of the crankshaft. This means that the operation is started anyway, regardless of whether synchronization has already taken place. This does not rule out that, depending on the parking position of the internal combustion engine but a synchronization takes place before the calculation is started, for example, if the parking position of the type is that immediately after towing the angle mark is detected. In general, an angle mark is used to denote, for example, a tooth gap of a toothed wheel which is fastened to the crankshaft. The method offers the advantage that the synchronization by detecting an angle mark is no longer decisive for the release of the injection and ignition.
Vorzugsweise wird bei der Operation ein Parameter berechnet. Dieser Parameter ist vorteilhaft- erweise eine Luft-Füllmenge des Brennraumes, eine Kraftstoffmenge für den Brennraum, einPreferably, a parameter is calculated during the operation. This parameter is advantageously an air filling quantity of the combustion chamber, a fuel quantity for the combustion chamber
Zündwinkel oder eine Zündenergie. Daneben sind auch andere Parameterberechnungen möglich oder sinnvoll. Die Luft-Füllmenge kann beispielsweise aus der Winkellage der Kurbelwelle berechnet werden, indem aus dem kinematischen Zusammenhang zwischen der Kurbelwelle und dem Kolben auf das aktuelle Volumen des Brennraums geschlossen wird. Die Kraftstoff- menge kann für eine Schichteinspritzung vorgesehen werden. Aus der oben genannten europäischen Anmeldeschrift sind verschiedene Operationen bekannt, die durchgeführt werden müssen oder können, um eine Einspritzung durchzuführen. Für Einzelheiten wird auf die oben genannte europäische Anmeldeschrift verwiesen.Ignition angle or an ignition energy. In addition, other parameter calculations are possible or useful. The air filling quantity can be calculated, for example, from the angular position of the crankshaft by closing the current volume of the combustion chamber from the kinematic relationship between the crankshaft and the piston. The amount of fuel can be provided for a stratified injection. From the above-mentioned European application, various operations are known which must or can be performed to perform an injection. For details, refer to the above mentioned European application.
Vorteilhafterweise werden in einem Normalbetrieb mehrere Operationen für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum der Brennkraftmaschine periodisch bei jeweils verschiedenen, festgesetzten Winkellagen vorgenommen, wobei während des Startvorgangs mindestens zwei der Operationen unabhängig von den jeweils festgesetzten Winkellagen durchgeführt werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass Operationen in einer anderen Reihenfolge als
üblich durchgeführt werden, beispielsweise weil im Startvorgang Abhängigkeiten nicht berücksichtigt werden müssen, die im allgemeinen Betrieb Berücksichtigung finden müssen. Weiterhin ist es möglich, Operationen parallel vorzunehmen.Advantageously, in a normal operation, a plurality of operations for combustion of fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine are made periodically at different, fixed angular positions, wherein at least two of the operations are performed independently of the respectively fixed angular positions during the starting process. It can also be provided that operations in a different order than usually carried out, for example, because in the startup dependencies need not be considered, which must be considered in general operation. Furthermore, it is possible to perform operations in parallel.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, insbesondere eine Steuereinrichtung oder eine Brennkraftmaschine, die zur Durchführung eines Verfahrens in einer der oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen eingerichtet sind.Another object of the invention is a device, in particular a control device or an internal combustion engine, which are adapted to carry out a method in one of the advantageous embodiments described above.
Ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte eines solchen Ver- fahrens, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird, bildet einen weiteren Gegenstand der Erfindung.A computer program with program code for carrying out all the steps of such a method when the program is executed in a computer forms a further subject of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:Hereinafter, an embodiment of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
Fig. 1 eine Skizze einer Brennkraftmaschine, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt werden kann;1 shows a sketch of an internal combustion engine in which a method according to the invention can be carried out;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ablaufs von Operationen während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine der Fig. 1 ; undFIG. 2 is a schematic illustration of the flow of operations during a starting operation of the internal combustion engine of FIG. 1; FIG. and
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Ablaufs von Operationen während eines erfin- dungsgemäßen Startvorgangs der Brennkraftmaschine der Fig. 1.FIG. 3 shows a schematic representation of the sequence of operations during a starting process according to the invention of the internal combustion engine of FIG. 1.
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 10. Sie umfasst einen Motorblock mit mehre- ren Zylindern 12, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist. In dem Zylinder 12 ist ein Brennraum 14 vorhanden, welcher bereichsweise von einem Kolben 16 begrenzt wird. Dieser ist über einen Pleuel 18 mit einer Kurbelwelle 20 verbunden.
An der Kurbelwelle 20 ist wiederum ein Zahnrad 22 befestigt. Dieses trägt auf seinem Umfang insgesamt 58 Zähne (ohne Bezugszeichen). Über eine Umfangserstreckung, die zwei Zähnen entspricht, sind keine Zähne vorhanden. Die so gebildete Lücke 24 auf dem Umfang des Zahnrads 22 wird durch einen induktiven Sensor 26 erfasst. Der induktive Sensor 26 ist zum Zahn- rad 22 benachbart angeordnet und so ausgebildet, dass er bei einer Drehung des Zahnrads 22 das Vorbeistreichen der Lücke 24 erfassen kann. Die Lücke 24 kann auch als Winkelmarke 24 bezeichnet werden, da sie eine bestimmte Winkelstellung der Kurbelwelle 20 anzeigt.1 schematically shows an internal combustion engine 10. It comprises an engine block with a plurality of cylinders 12, of which only one is shown in FIG. In the cylinder 12, a combustion chamber 14 is present, which is partially limited by a piston 16. This is connected via a connecting rod 18 with a crankshaft 20. On the crankshaft 20, in turn, a gear 22 is fixed. This carries on its circumference a total of 58 teeth (without reference numerals). There are no teeth over a perimeter extension corresponding to two teeth. The gap 24 thus formed on the circumference of the gear 22 is detected by an inductive sensor 26. The inductive sensor 26 is arranged adjacent to the toothed wheel 22 and is designed so that it can detect the passage 24 of the gap 24 when the toothed wheel 22 rotates. The gap 24 may also be referred to as an angle mark 24, as it indicates a certain angular position of the crankshaft 20.
Dem Brennraum 14 wird Verbrennungsluft durch ein Einlassrohr 28 und ein Einlassventil 30 zugeführt. Die Verbrennungsabgase werden aus dem Brennraum 14 über ein Auslassventil 32 und ein Abgasrohr 34 abgeführt. Eine Drosselklappe 36 ermöglicht die Einstellung der Luftmenge, welche durch das Einlassrohr 28 in den Brennraum 14 gelangt. Die Bewegung der Drosselklappe 36 erfolgt durch einen Stellmotor 38. Die in den Brennraum 14 gelangende Luftmenge wird von einem Heißfilmsensor 40 ("HFM-Sensor") gemessen. Im Abgasrohr 38 ist ein Katalysator 42 angeordnet, und die Gemischzusammensetzung des Abgases wird von einerCombustion air is supplied to the combustion chamber 14 through an inlet pipe 28 and an inlet valve 30. The combustion exhaust gases are discharged from the combustion chamber 14 via an exhaust valve 32 and an exhaust pipe 34. A throttle valve 36 allows the adjustment of the amount of air that passes through the inlet pipe 28 into the combustion chamber 14. The movement of the throttle valve 36 is performed by a servo motor 38. The reaching into the combustion chamber 14 air quantity is measured by a hot film sensor 40 ("HFM sensor"). In the exhaust pipe 38, a catalyst 42 is disposed, and the mixture composition of the exhaust gas is from a
Lambda-Sonde 44 erfasst.Lambda probe 44 detected.
Kraftstoff wird dem Brennraum 14 von einem in Fig. 1 nur symbolisch dargestellten Kraftstoffsystem 46 zugeführt. Ein solches Kraftstoffsystem 46 kann einen Kraftstoffbehälter, eine elekt- rische Vorförderpumpe und eine mechanische Hauptförderpumpe umfassen. Ferner umfasst dasFuel is supplied to the combustion chamber 14 from a fuel system 46 shown only symbolically in FIG. 1. Such a fuel system 46 may include a fuel tank, an electric prefeed pump, and a main mechanical pump. Furthermore, this includes
Kraftstoffsystem 46 eine als "Rail" oder Hochdruckspeicher bezeichnete Kraftstoff- Sammelleitung, in welcher der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. An diese ist ein Einspritzventil 48 angeschlossen, welches den Kraftstoff direkt in den Brennraum 14 der Brennkraftmaschine 10 einspritzt. Die Zündung des im Brennraum 14 vorhandenen Luft- Kraftstoff-Gemisches erfolgt durch eine Zündkerze 50, die von einem Zündsystem 52 mit der erforderlichen Energie versorgt wird. Ein am Zylinder 12 der Brennkraftmaschine 10 befestigter Klopfsensor 54 erfasst eine möglicherweise im Brennraum 14 stattfindende klopfende Verbrennung.Fuel system 46 a referred to as "rail" or high-pressure accumulator fuel rail in which the fuel is stored under high pressure. To this an injection valve 48 is connected, which injects the fuel directly into the combustion chamber 14 of the internal combustion engine 10. The ignition of the present in the combustion chamber 14 air-fuel mixture is effected by a spark plug 50, which is supplied by an ignition system 52 with the required energy. A knock sensor 54 attached to the cylinder 12 of the internal combustion engine 10 detects a knocking combustion possibly taking place in the combustion chamber 14.
Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird von einer Steuereinrichtung 56 gesteuert bzw. geregelt. Dieses ist ausgangsseitig mit dem Zündsystem 52, dem Einspritzventil 48, und dem Stellmotor 38 der Drosselklappe 36 verbunden, und eingangsseitig ist die Steuereinrichtung 56 mit dem Klopfsensor 54, dem Lambda-Sensor 44, dem induktiven Sensor 26 und dem HFM- Sensor 40 verbunden.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird der Kraftstoff in den Brennraum 14 direkt vom Einspritzventil 48 eingespritzt. Die Brennkraftmaschine 10 kann in unterschiedlichen Betriebsarten, abhängig bspw. von Drehzahl und Drehmoment, betrieben werden. Möglich ist es bspw., Kraftstoff wäh- rend des Saugtaktes in den Brennraum 14 einzuspritzen, also während eines Zeitraums, in dem das Einlassventil 30 geöffnet ist. In diesem Fall bildet der Kraftstoff zusammen mit der im Brennraum 14 befindlichen Luft ein im Wesentlichen homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch. Eine solche Einspritzung wird als "Homogeneinspritzung" bezeichnet, die entsprechende Betriebsart als "Homogen".The operation of the internal combustion engine 10 is controlled by a control device 56. This is the output side connected to the ignition system 52, the injection valve 48, and the servo motor 38 of the throttle valve 36, and the input side, the controller 56 with the knock sensor 54, the lambda sensor 44, the inductive sensor 26 and the HFM sensor 40 is connected. As is apparent from Fig. 1, the fuel is injected into the combustion chamber 14 directly from the injection valve 48. The internal combustion engine 10 can be operated in different operating modes, depending on, for example, speed and torque. For example, it is possible to inject fuel into the combustion chamber 14 during the intake stroke, that is to say during a period in which the intake valve 30 is open. In this case, the fuel together with the air in the combustion chamber 14 forms a substantially homogeneous fuel-air mixture. Such injection is referred to as "homogeneous injection", the corresponding mode as "homogeneous".
Möglich ist es aber auch, den Kraftstoff während der Kompressionsphase, wenn also das Einlassventil 30 und das Auslassventil 32 geschlossen sind, kurz vor dem Erreichen des oberen Totpunkts des Kolbens 16 einzuspritzen. Aufgrund der speziellen Ausbildung des Einspritzven- tils 48 liegt in diesem Falle nur in unmittelbarer Nähe der Zündkerze 50 eine zündfähige Kraft- stoffschicht vor, wohingegen im restlichen Brennraum 14 des Zylinders 12 nur wenig oder ü- berhaupt kein Kraftstoff vorhanden ist. Eine solche Einspritzung wird als "Schichteinspritzung" bezeichnet, die entsprechende Betriebsart als "Schicht". Möglich sind auch beliebige Kombinationen der beiden Betriebsarten.However, it is also possible to inject the fuel during the compression phase, ie when the inlet valve 30 and the outlet valve 32 are closed, shortly before reaching the top dead center of the piston 16. Due to the special design of the injection valve 48, an ignitable fuel layer is present in this case only in the immediate vicinity of the spark plug 50, whereas in the remaining combustion chamber 14 of the cylinder 12 there is little or no fuel at all. Such an injection is referred to as "stratified injection", the corresponding mode as "layer". Also possible are any combinations of the two operating modes.
Die in einer Betriebsart notwendigen Operationen, Berechnungen und die Erzeugung entsprechender Steuersignale werden von einer Steuereinrichtung 56 innerhalb eines Verarbeitungsrasters abgearbeitet. Dabei gibt es zeitsynchrone Verarbeitungsraster, bei denen bestimmte Operationen in bestimmten konstanten zeitlichen Abständen erledigt werden. Andere Operationen werden in einem zum Drehwinkel der Kurbelwelle 20 synchronen Verarbeitungsraster durchge- führt. Diese anderen Operationen werden hierin auch als Parameterberechnungen bezeichnet.The necessary in an operating mode operations, calculations and the generation of corresponding control signals are processed by a controller 56 within a processing grid. There are time-synchronous processing grids in which certain operations are performed at certain constant time intervals. Other operations are performed in a processing grid synchronous with the rotational angle of the crankshaft 20. These other operations are also referred to herein as parameter calculations.
Die aktuelle Winkelposition der Kurbelwelle 20 wird dabei vom induktiven Sensor 26 über die Erfassung der Lücke 24 und die Erfassung der folgenden Zähne am Zahnrad 22 erfasst. Anstelle eines induktiven Sensors könnte beispielsweise auch ein Hall-Sensor verwendet werden. Die Winkelposition der Kurbelwelle 20 ist der Steuereinrichtung 56 somit bekannt. Sie wird üblicherweise in "Grad vor dem oberen Totpunkt Zündung" (vZOT) des Kolbens 16. Das Einlassventil 30 und das Auslassventil 32 sind mechanisch über die Nockenwelle (nicht dargestellt) mit der Kurbelwelle 20 starr verbunden. Daneben sind auch variabel ansteuerbare Ventile aus dem Stand der Technik bekannt.
Die Lücke 24 am Zahnrad 22 definiert den Beginn eines ersten und eines zweiten, zum Drehwinkel der Kurbelwelle 20 synchronen Verarbeitungsrasters. Diese sind in den Fig. 2 und 3 als "SYNCHROl" und "SYNCHRO2" bezeichnet.The current angular position of the crankshaft 20 is detected by the inductive sensor 26 via the detection of the gap 24 and the detection of the following teeth on the gear 22. Instead of an inductive sensor, for example, a Hall sensor could be used. The angular position of the crankshaft 20 is thus known to the control device 56. It is usually in "degree before top dead center ignition" (vZOT) of the piston 16. The intake valve 30 and the exhaust valve 32 are mechanically rigidly connected to the crankshaft 20 via the camshaft (not shown). In addition, also variably controllable valves from the prior art are known. The gap 24 on the gear 22 defines the beginning of a first and a second, to the rotation angle of the crankshaft 20 synchronous processing grid. These are referred to in Figs. 2 and 3 as "SYNCHROI" and "SYNCHRO2".
In der Figur 2 ist schematisch der Ablauf eines herkömmlichen Hochdruckstarts gezeigt. In der Figur 2 wird auf die in der Figur 1 dargestellte Brennkraftmaschine Bezug genommen und ein Betriebsverfahren für diese Brennkraftmaschine beschrieben. Während des Hochdruckstarts werden erforderliche Betriebsgrößen in Operationen verarbeitet. Es handelt sich dabei um die erste Operation 61 und die zweite Operation 62, die hierin exemplarisch dargestellt sind. ImFIG. 2 schematically shows the sequence of a conventional high-pressure start. FIG. 2 refers to the internal combustion engine shown in FIG. 1 and describes an operating method for this internal combustion engine. During high-pressure startup, required operating variables are processed in operations. These are the first operation 61 and the second operation 62, which are exemplified herein. in the
Betrieb können mehr als lediglich diese beiden Operationen 61 und 62 durchgeführt werden. In der Operation 61 wird eine Parameterberechnung vorgenommen, wobei die Füllung des Brennraumes errechnet wird. Die Operation 61 wird durch „SYNCHRO1" getaktet. In der Operation 62, getaktet durch „SYNCHRO2" werden die Kraftstoffmenge für eine Schichteinspritzung, der Zündwinkel und die Zündenergie berechnet. Für Einzelheiten wird auf die oben genannte europäische Anmeldeschrift verwiesen.Operation can be performed more than just these two operations 61 and 62. In operation 61, a parameter calculation is performed, wherein the filling of the combustion chamber is calculated. The operation 61 is clocked by "SYNCHRO1." In the operation 62 clocked by "SYNCHRO2", the fuel amount for a stratified injection, the ignition angle and the ignition energy are calculated. For details, refer to the above mentioned European application.
Beim Start der Brennkraftmaschine wird durch die Steuereinrichtung zunächst eine Startanforderung 65 erkannt Anschließend wartet die Steuereinrichtung ab, bis eine Synchronisation vor- liegt, d. h. bis die Lücke 24 am Zahnrad erstmals erkannt wird. Diese Zeitspanne wird in derWhen the internal combustion engine is started, a start request 65 is first detected by the control device. Subsequently, the control device waits until a synchronization is present, that is to say when the engine is started. H. until the gap 24 is first detected on the gear. This time span will be in the
Figur 2 mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnet. Weiterhin wird mit dem Bezugszeichen 67 eine Zeitspanne bezeichnet, welche eine Zeitspanne von einer anderen Startanforderung bei einer anderen Ruhelage der Brennkraftmaschine bezeichnet.2 with the reference numeral 66 designates. Further, the reference numeral 67 designates a time period which designates a period of time from another start request at another rest position of the internal combustion engine.
Nach der Synchronisation wird ermittelt, in welchem Brennraum die erste Verbrennung stattfinden soll. Anschließend werden während einer Zeitspanne 68 die oben genannten Operationen 61 und 62 für diesen Brennraum ausgeführt. Gegen Ende des Zeitraums 68 erfolgt die Zündung 70. Dabei ist der erste befeuerte Brennraum in der Regel nicht der Brennraum, welcher sich nach Abstellen des Motors, d. h. in der Ruhelage, im Kompressionstakt befindet, son- dem ein anderer. Dies bedingt in der Regel eine längere Startzeit gegenüber dem im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren.After synchronization, it is determined in which combustion chamber the first combustion should take place. Subsequently, during a period of time 68, the above-mentioned operations 61 and 62 are carried out for this combustion chamber. At the end of the period 68, the ignition 70 takes place. In this case, the first fired combustion chamber is generally not the combustion chamber, which after switching off the engine, d. H. in the rest position, in the compression stroke, but another. This usually requires a longer startup time compared to the inventive method described below.
In der Figur 3 ist der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen wiederum gleiche Vorgänge wie in der Figur 2. Einer der Unterschiede
gegenüber dem Verfahren der Figur 2 ist, dass während eines Startvorgangs eine abgespeicherte oder anders ermittelte Ruhelage der Brennkraftmaschine verwendet wird. Die Ruhelage bezeichnet die Winkellage der Kurbelwelle vor dem Beginn eines Anschleppens. Eine Abspeicherung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei einem vorherigen Auslauf der Brennkraft- maschine deren Ruhelage in einem Speicher der Steuereinrichtung gespeichert wird und vor oder während eines nachfolgenden Startvorgangs abgerufen wird.FIG. 3 shows the sequence of a method according to the invention. The same reference numerals denote the same processes as in FIG. 2. One of the differences compared to the method of Figure 2 is that during a startup process, a stored or otherwise determined rest position of the internal combustion engine is used. The rest position denotes the angular position of the crankshaft before the start of towing. A storage can take place, for example, by storing the rest position in a memory of the control device during a previous run-out of the internal combustion engine and retrieving it before or during a subsequent start-up procedure.
Auf eine Startanforderung 65 erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren spontan eine Ermittlung des ersten zu befeuernden Brennraums. Dabei wird ermittelt, welcher der Brennräume sich in einem Kompressionstakt befindet und eine ausreichende Luftfüllung für eine geeigneteIn the method according to the invention, a determination of the first combustion chamber to be fired takes place spontaneously on a start request 65. It is determined which of the combustion chambers is in a compression stroke and a sufficient air charge for a suitable
Verbrennung aufweist. Nachfolgend erfolgt spontan eine Auslösung der Operationen 61 und 62, wobei diese aufeinander folgend ausgeführt werden, da die Operation 62 Ergebnisse der Operation 61 benötigt. Hervorzuheben ist, dass mit der Ausführung der Operation 61 weder auf eine Synchronisation gewartet wird, noch ist die Ausführung der Operation 61 an eine be- stimmte Winkellage gebunden. Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Rechenkapazität und Rechengeschwindigkeit ausreichend hoch ist, um die Operationen 61 und 62 des Kompressionstaktes im Anschleppen ausführen zu können. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass während des Anschleppens die Drehzahl der Brennkraftmaschine gering ist, so dass das Überstreichen eines Winkelsegments durch die Kurbelwelle vergleichsweise länger dauert als bei einer normalen oder hohen Drehzahl der Brennkraftmaschine. Daher ist beim Anschleppen ausreichend Zeit vorhanden, um bei Ausführung der Operationen 61 und 62 nicht den üblichen Ablauf einhalten zu müssen.Combustion has. Subsequently, a spontaneous triggering of the operations 61 and 62 takes place, which are carried out consecutively, since the operation 62 requires results of the operation 61. It should be emphasized that the execution of the operation 61 neither waits for synchronization, nor does the execution of the operation 61 be bound to a specific angular position. It is assumed that the computational capacity and computational speed are sufficiently high to be able to execute the compressions clocking operations 61 and 62. It should also be noted that during towing the engine speed is low, so that the sweeping of an angular segment by the crankshaft lasts comparatively longer than at a normal or high speed of the internal combustion engine. Therefore, when towed, there is sufficient time not to have to follow the usual procedure when performing the operations 61 and 62.
Anschließend erfolgt eine erste Zündung 70 zu der dafür berechneten Zündwinkellage. Die seit der Startanforderung bis zu der ersten Zündung verstrichene Zeit ist mit 71 bezeichnet. Es ist klar zu sehen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein schnellerer Hochdruckstart als mit dem herkömmlichen Verfahren möglich ist.Subsequently, a first ignition 70 takes place at the ignition angle position calculated therefor. The elapsed time since the start request to the first ignition time is denoted by 71. It can be clearly seen that a faster high-pressure start is possible with the method according to the invention than with the conventional method.
Es ist möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch für den zweiten oder dritten oder weitere zu befeuernde Brennräume durchzuführen, wobei allerdings bei diesen Brennräumen bereits ein normaler Ablauf der dafür notwendigen Operationen möglich sein kann. Wird die nachfolgende Zahnlücke 24 überstrichen, so erfolgt wiederum eine übliche Synchronisierung und bei ausreichendem Vorlauf für einen nachfolgend zu befeuernden Brennraum auch eine Umstellung auf eine Ausführung der Operationen 61 und 62 zu den üblichen Winkellagen des
Normalbetriebs. Zu der Synchronisation ist anzumerken, dass diese lediglich der Überprüfung dient, da bei einer gespeicherten Ruhelage der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine keine erneute Synchronisation notwendig ist, da die Steuereinrichtung bereits von Anfang an synchronisiert ist.
It is possible to carry out the method according to the invention also for the second or third or further combustion chambers to be fired, although a normal course of the operations necessary for this can already be possible with these combustion chambers. If the subsequent tooth gap 24 is swept over, then again a usual synchronization takes place and, with sufficient flow for a combustion chamber to be subsequently fired, a change to an embodiment of the operations 61 and 62 to the usual angular positions of Normal operation. Regarding the synchronization, it should be noted that this merely serves to check, since in the case of a stored rest position of the crankshaft of the internal combustion engine no renewed synchronization is necessary, since the control device is already synchronized from the beginning.
Claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (10) in einem Normalbetrieb eine Operation für eine Verbrennung vonA method for operating an internal combustion engine (10), wherein during operation of the internal combustion engine (10) in a normal operation, an operation for combustion of
Kraftstoff in einem Brennraum (14) der Brennkraftmaschine (10) periodisch bei einer festgesetzten Winkellage einer Kurbelwelle (20) der Brennkraftmaschine (10) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine (10) die Operation (61, 62) unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird.Fuel in a combustion chamber (14) of the internal combustion engine (10) periodically at a fixed angular position of a crankshaft (20) of the internal combustion engine (10) is performed, characterized in that during a starting operation of the internal combustion engine (10), the operation (61, 62) independently is performed by the fixed angular position.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine bekannte Abstellposition der Brennkraftmaschine (10) verwendet wird, um einen bei dem Startvorgang als erstes zu befeuernden Brennraum (14) zu ermitteln, wobei die Operation (61, 62) für eine Verbrennung in dem als erstes zu befeuernden Brennraum (14) unabhängig von der festgesetzten Winkellage durch- geführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a known parking position of the internal combustion engine (10) is used to determine a first to be fired during the starting process combustion chamber (14), wherein the operation (61, 62) for combustion in the combustion chamber (14) to be fired first is carried out independently of the fixed angular position.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als erstes zu befeuernde Brennraum (14) aus mehreren Brennräumen in Abhängigkeit der Abstellposition der Brennkraftmaschine (10) ausgewählt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the first to be fired combustion chamber (14) is selected from a plurality of combustion chambers in dependence on the parking position of the internal combustion engine (10).
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als erster zu befeuernder Brennraum (14) von mehreren Brennräumen der ausgewählt wird, der in der Abstellposition der Brennkraftmaschine (10) eine ausreichende Füllung für eine erste Verbrennung im Startvorgang aufweist.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that is selected as the first to be fired combustion chamber (14) of a plurality of combustion chambers, which in the parking position of the internal combustion engine (10) has sufficient charge for a first combustion in the starting process.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als erster zu befeuernde Brennraum (14) vor dem Beginn des Startvorgangs der Brennkraftmaschine (10) bestimmt wird.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the first to be fired combustion chamber (14) before the start of the starting process of the internal combustion engine (10) is determined.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the
Operation (61, 62) unabhängig davon durchgeführt wird, ob bereits eine Synchronisation einer Steuereinrichtung (56) durch Erfassen einer Winkelmarke (24) der Kurbelwelle (20) erfolgt ist. Operation (61, 62) is performed regardless of whether a synchronization of a control device (56) by detecting an angle mark (24) of the crankshaft (20) has already occurred.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Operation (61, 62) ein Parameter für die Verbrennung von Kraftstoff in dem Brennraum (14) berechnet wird, wobei der Parameter eine Luft-Füllmenge des Brennraums (14), eine Kraftstoffmenge für den Brennraum (14), ein Zündwinkel und/oder eine Zündenergie ist.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the operation (61, 62) a parameter for the combustion of fuel in the combustion chamber (14) is calculated, wherein the parameter is an air filling amount of the combustion chamber (14), is an amount of fuel for the combustion chamber (14), an ignition angle and / or an ignition energy.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Normalbetrieb mehrere Operationen (61, 62) für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum (14) der Brennkraftmaschine (10) periodisch bei jeweils verschiedenen, festgesetzten Winkellagen vorgenommen werden, wobei während des Startvorgangs mindestens zwei der Operationen (61, 62) unabhängig von den jeweils festgesetzten Winkellagen durchgeführt werden.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in a normal operation a plurality of operations (61, 62) for a combustion of fuel in a combustion chamber (14) of the internal combustion engine (10) are made periodically at different, fixed angular positions, wherein during the starting process, at least two of the operations (61, 62) are carried out independently of the respectively determined angular positions.
9. Vorrichtung, insbesondere Steuereinrichtung (56) oder Brennkraftmaschine (10), die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet sind.9. Device, in particular control device (56) or internal combustion engine (10), which are adapted to carry out a method according to one of claims 1 to 8.
10. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird. A computer program with program code for performing all the steps according to one of claims 1 to 8, when the program is executed in a computer.
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