WO2013007427A1 - Brennkraftmaschine, insbesondere für hybridfahrzeug - Google Patents

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WO2013007427A1
WO2013007427A1 PCT/EP2012/059046 EP2012059046W WO2013007427A1 WO 2013007427 A1 WO2013007427 A1 WO 2013007427A1 EP 2012059046 W EP2012059046 W EP 2012059046W WO 2013007427 A1 WO2013007427 A1 WO 2013007427A1
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internal combustion
combustion engine
decompression valve
detecting
combustion chamber
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PCT/EP2012/059046
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Norbert Mueller
Martin Klenk
Stephan Uhl
Herbert Kolly
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02N9/04—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers the pressure fluid being generated otherwise, e.g. by compressing air

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine having a
  • Decompression valve which in particular has an improved starting behavior, and a hybrid vehicle with an inventive
  • the invention relates to a method for starting an internal combustion engine.
  • Start torque is specified by the compression of the gas in the cylinder.
  • the starting torque plays a major role in the design of the electric drive.
  • the electric drive must permanently reserve a reserve torque, in the event that the internal combustion engine must be started from purely electrical operation.
  • This reserve torque can be up to one third of the available torque of the electric drive.
  • vehicle start-up systems have recently become more used, which is becoming more common during operation of the vehicle
  • the internal combustion engine according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that via a decompression valve, which is connected to the combustion chamber, a starting torque in response to a
  • Crankshaft angle can be reduced.
  • according to the invention is a beginning and an end of a
  • the starting torque can be applied in particular to different operating situations, such as e.g. Cold start or warm start or start from a sailing operation of the internal combustion engine
  • the internal combustion engine comprises means for detecting a crankshaft angle, e.g. an optical crankshaft sensor, and a crankshaft angle
  • Control device comprises.
  • the control device is configured to control the decompression valve based on a detected crankshaft angle.
  • a decompression transition can be controlled individually during a starting process of the internal combustion engine.
  • the decompression valve is connected to a crankcase of the internal combustion engine.
  • the gas in the combustion chamber is guided when opening the decompression valve in the crankcase.
  • Internal combustion engine can be enabled.
  • the internal combustion engine has an accumulator chamber, which is connected to the decompression valve. As a result, gas is supplied into the pressure storage chamber when the decompression valve is open.
  • Pressure accumulator can then be used, for example, when the machine is turned off, a piston of the internal combustion engine in a preferred To bring starting position. This is particularly advantageous in start-stop systems.
  • the decompression valve is an outlet valve of
  • the internal combustion engine has a plurality of cylinders, each having its own decompression valve. In this way, in particular a start of a multi-cylinder internal combustion engine can be made possible from any crankshaft positions.
  • the internal combustion engine comprises a cylinder on the cylinder
  • Pressure sensor for detecting a pressure in the combustion chamber, which is connected to the control device.
  • the control device is set up such that the decompression valve is also controlled based on a combustion chamber pressure in addition to the crankshaft angle.
  • the internal combustion engine comprises a temperature sensor for detecting a temperature of the internal combustion engine. This can be made possible for example by detecting an oil temperature.
  • Control device is arranged such that the decompression valve is additionally controlled based on the temperature of the internal combustion engine. Furthermore, it is preferred that the internal combustion engine is a device for
  • Control means is connected, and additionally controlling the decompression valve also based on the vehicle speed. This is especially used when starting a clutch. More preferably, the control unit is set up such that the
  • Decompression valve during a startup of the internal combustion engine is controllable. This can be a counter-torque in the starting phase of
  • Internal combustion engine can be reduced, whereby in particular a starter for the internal combustion engine can be made smaller.
  • the present invention relates to a method for starting an internal combustion engine, wherein for a starting operation, the decompression valve is controlled by means of a control device to be opened at a predetermined crankshaft angle. As a result, a starting torque during the startup process can be reduced. The activation of the
  • Decompression valve can be made individually depending on the situation. Furthermore, the present invention relates to a hybrid vehicle, comprising an internal combustion engine according to the invention and an electrical
  • Decompression valve and the control device according to the invention which controls the decompression valve, based on a detected crankshaft angle, a significant increase in range of the electric driving can be achieved, since during the electric driving significantly more of the available torque of the electric drive can be used.
  • the invention makes it possible to reduce a necessary reserve torque, which must be provided in the event that the internal combustion engine has to be started. This can be done by the
  • a starter of the internal combustion engine can be made smaller by reducing the necessary starting torque, which also significantly reduces, for example, a voltage dip during the starting process. This may result in further advantages, such as the omission of a DC / DC converter. Furthermore, according to the invention by the free
  • Decompression valve a cold start exclusively by means of a
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an internal combustion engine according to a first exemplary embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic sectional view of an internal combustion engine according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a schematic sectional view of an internal combustion engine according to a third embodiment of the invention.
  • the internal combustion engine 1 comprises a cylinder 2, in which a piston 3 is arranged to be movable.
  • a combustion chamber is designated by the reference numeral 4.
  • the piston 3 is connected via a connecting rod 6 with a crankshaft 5.
  • the crankshaft 5 is arranged in a crankcase 9 and rotates in the direction of arrow A.
  • the internal combustion engine is known to include an intake valve 1 1, an exhaust valve 12, an injector 13, and a spark plug 14. Furthermore, the internal combustion engine 1 comprises a decompression valve 7, which is connected to the combustion chamber 4 or alternatively projects into the combustion chamber 4. The decompression valve 7 is arranged in a connecting line 10, which connects the combustion chamber 4 with the crankcase 9 (see FIG.
  • the decompression valve 7 is controlled by means of a control device 8.
  • the control device 8 is in this case connected to a crankshaft sensor 15. According to the invention, the control unit 8 is set up in such a way that an opening or closing of the decompression valve 7 is carried out based on crankshaft positions determined by the crankshaft sensor 15.
  • the invention can thus be in the combustion chamber 4 befindliches gas, in particular air, are discharged to a certain crankshaft angle and thus a desired pressure level in the combustion chamber 4 can be ensured. This can be achieved that a predetermined level of
  • Compression torque is not exceeded.
  • a starting torque which is largely determined by a gas spring element in the combustion chamber 4, can be reduced. This can be done by the
  • a start of the engine in sailing systems by means of a clutch start i.e., by closing the clutch
  • the decompression valve 7 allows the coupling start in
  • Torque of the electric drive is present.
  • start-stop systems can be designed smaller by reducing the cold start torque of the starter, which in particular a voltage drop during startup is reduced. Due to the controllability of the decompression valve 7 is also at a warm operating
  • a decompression valve may be provided in each cylinder, which can be controlled individually via a common control device.
  • Figure 2 shows an internal combustion engine 1 according to a second
  • a pressure accumulator space 20 Internal combustion engine of the second embodiment, a pressure accumulator space 20.
  • the accumulator chamber 20 is connected to the combustion chamber 4 via a connecting line 10 in which the decompression valve 7 is arranged.
  • gas, which is discharged via the open decompression valve 7, are stored in the pressure storage chamber 20. Since the stored in the pressure accumulator chamber 20 gas is above atmospheric pressure, it can be used, for example, that when switched off
  • the decompression valve is opened and the piston 3 by flowing back from the accumulator 20 in the combustion chamber 4 gas in a preferred starting position, e.g. shortly after the top dead center, is brought. Then, by injecting and igniting the mixture in the combustion chamber, a starting of the internal combustion engine can be made possible. For this purpose, no separate starter or energy from a battery or the like would be necessary. It should be noted that in the pressure storage chamber 20 also a
  • Pressure relief valve with a connection to the atmosphere may be provided to define a maximum pressure in the pressure accumulator space 20, to prevent that when the decompression valve 7 is open to a higher Back pressure in the pressure storage chamber 20 is present and thus the
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the invention, in which
  • no additional valve is provided as a decompression valve.
  • the exhaust valve 12 of the internal combustion engine is used as a decompression valve.
  • a separate actuator 16 is arranged on the outlet valve 12, which is connected to the control device 8. The control device 8 is set up to actuate the actuator 16 during a starting process of the internal combustion engine such that the
  • Exhaust valve 12 opens to reduce a back pressure during the starting phase in the combustion chamber 4.
  • Figure 3 is indicated by the double arrow B caused by the actuator 16 movement direction of the exhaust valve 12, wherein the actuator 16, the exhaust valve 12 both open and close.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, umfassend wenigstens einen Zylinder (2) mit einem Brennraum (4) und einem Kolben (3), ein mit dem Brennraum (4) verbundenes Dekompressionsventil (7), eine Erfassungseinrichtung (15) zur Erfassung einer Position einer Kurbelwelle (5), und eine Steuereinrichtung (8), welche eingerichtet ist, das Dekompressionsventil (7), basierend auf einer erfassten Position der Kurbelwelle (5), zu steuern, sowie ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine.

Description

Beschreibung
Titel
Brennkraftmaschine, insbesondere für Hvbridfahrzeug Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem
Dekompressionsventil, welche insbesondere ein verbessertes Startverhalten aufweist, sowie ein Hybridfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine.
Brennkraftmaschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Für einen Start der Brennkraftmaschine muss ein Startdrehmoment aufgebracht werden, wobei der größte Anteil an notwendigem
Startdrehmoment durch die Komprimierung des im Zylinder befindlichen Gases vorgegeben wird. Insbesondere bei sogenannten Voll-Hybridfahrzeugen, welche einen elektrischen Antrieb und eine Brennkraftmaschine aufweisen, spielt bei der Auslegung des elektrischen Antriebs das Startdrehmoment eine große Rolle. Insbesondere muss der elektrische Antrieb permanent ein Reservedrehmoment vorhalten, für den Fall, dass die Brennkraftmaschine aus rein elektrischem Betrieb gestartet werden muss. Dieses Reservedrehmoment kann dabei bis zu einem Drittel des verfügbaren Drehmoments des elektrischen Antriebs betragen. Ferner werden in jüngster Zeit verstärkt Start-Stopp-Systeme bei Fahrzeugen eingesetzt, was während des Betriebs des Fahrzeugs zu einem häufigeren
Startvorgang führt. Aus der DE 10 2004 032 918 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine bekannt, welche ein
Dekompressionsventil aufweist, um beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in eine bevorzugte Startposition zu bringen. Hierdurch wird ein Neustart der Brennkraftmaschine erleichtert. Allerdings ist für den Neustart der Brennkraftmaschine das gesamte Startdrehmoment aufzubringen. Es wäre daher wünschenswert, wenn beim Start einer
Brennkraftmaschine situationsbedingt eine Reduzierung eines Startdrehmoments möglich wäre. Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass über ein Dekompressionsventil, welches mit dem Brennraum verbunden ist, ein Startdrehmoment in Abhängigkeit eines
Kurbelwellenwinkels reduziert werden kann. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich, situationsbedingt unterschiedliche Startdrehmomente einzustellen. Insbesondere ist erfindungsgemäß ein Anfang und ein Ende eines
Dekompressionsvorgangs frei wählbar. Dadurch kann das Startdrehmoment insbesondere an unterschiedliche Betriebssituationen, wie z.B. Kaltstart oder Warmstart oder Start aus einem segelnden Betrieb der Brennkraftmaschine
(Kupplungsstart) ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Brennkraftmaschine eine Einrichtung zur Erfassung eines Kurbelwellenwinkels, z.B. ein optischer Kurbelwellensensor, und eine
Steuereinrichtung umfasst. Die Steuereinrichtung ist dabei eingerichtet, das Dekompressionsventil basierend auf einem erfassten Kurbelwellenwinkel zu steuern. Somit kann individuell ein Dekompressionsübergang während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine gesteuert werden.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise ist das Dekompressionsventil mit einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden. Hierdurch wird das im Brennraum befindliche Gas beim Öffnen des Dekompressionsventils in das Kurbelgehäuse geführt. Hierdurch kann insbesondere ein besonders einfacher Aufbau der
Brennkraftmaschine ermöglicht werden.
Alternativ weist die Brennkraftmaschine einen Druckspeicherraum auf, welcher mit dem Dekompressionsventil verbunden ist. Hierdurch wird bei geöffnetem Dekompressionsventil Gas in den Druckspeicherraum zugeführt. Dieser
Druckspeicher kann beispielsweise bei abgestellter Maschine dann dazu verwendet werden, einen Kolben der Brennkraftmaschine in eine bevorzugte Startposition zu bringen. Dies ist insbesondere bei Start-Stopp-Systemen von Vorteil.
Weiter alternativ ist das Dekompressionsventil ein Auslassventil der
Brennkraftmaschine. Hierbei ist ein Aktuator am Auslassventil der
Brennkraftmaschine angeordnet, welcher mit der Steuereinrichtung verbunden ist. In Abhängigkeit von einer erfassten Position der Kurbelwelle wird der Aktuator betätigt, um das Auslassventil zur Dekompression zu verwenden. Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass hierdurch kein zusätzliches
Dekompressionsventil notwendig ist.
Weiter bevorzugt weist die Brennkraftmaschine mehrere Zylinder auf, welche jeweils ein eigenes Dekompressionsventil aufweisen. Hierdurch kann insbesondere ein Start einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine aus beliebigen Kurbelwellenpositionen ermöglicht werden.
Weiter bevorzugt umfasst die Brennkraftmaschine am Zylinder einen
Drucksensor zur Erfassung eines Drucks im Brennraum, welcher mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Dabei ist die Steuereinrichtung derart eingerichtet, dass das Dekompressionsventil neben dem Kurbelwellenwinkel auch basierend auf einem Brennraumdruck gesteuert wird.
Weiter bevorzugt umfasst die Brennkraftmaschine einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur der Brennkraftmaschine. Dies kann beispielsweise über eine Erfassung einer Öltemperatur ermöglicht werden. Die
Steuereinrichtung ist dabei derart eingerichtet, dass das Dekompressionsventil dabei zusätzlich auch basierend auf der Temperatur der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Brennkraftmaschine eine Einrichtung zur
Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist, welche mit der
Steuereinrichtung verbunden ist, und das Dekompressionsventil zusätzlich auch basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern. Dies wird insbesondere bei einem Kupplungsstart verwendet. Weiter bevorzugt ist die Steuereinheit derart eingerichtet, dass das
Dekompressionsventil während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine steuerbar ist. Hierdurch kann ein Gegenmoment in der Startphase der
Brennkraftmaschine reduziert werden, wodurch insbesondere ein Starter für die Brennkraftmaschine kleiner ausgelegt werden kann.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine, wobei für einen Startvorgang das Dekompressionsventil mittels einer Steuereinrichtung angesteuert wird, um bei einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel geöffnet zu werden. Hierdurch kann ein Startdrehmoment während des Startvorgangs reduziert werden. Die Ansteuerung des
Dekompressionsventils kann dabei situationsbedingt individuell vorgenommen werden. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Hybridfahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine sowie einen elektrischen
Fahrzeugantrieb. Hierbei kann durch das erfindungsgemäße
Dekompressionsventil und die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, welche das Dekompressionsventil, basierend auf einem erfassten Kurbelwellenwinkel steuert, eine signifikante Erhöhung einer Reichweite des elektrischen Fahrens erreicht werden, da während des elektrischen Fahrvorgangs deutlich mehr vom zur Verfügung stehenden Drehmoment des elektrischen Antriebs eingesetzt werden kann. Die Erfindung ermöglicht insbesondere eine Reduzierung eines notwendigen Reservedrehmoments, welches vorzuhalten ist, im Fall, dass die Brennkraftmaschine gestartet werden muss. Dieses kann durch die
erfindungsgemäße Reduzierung des Gasgegendrucks während des
Startvorgangs deutlich reduziert werden, falls entsprechend einem Wunsch des Fahrers während eines rein elektrischen Betriebs des Hybridfahrzeugs die Brennkraftmaschine gestartet werden soll.
Weiterhin kann ein Starter der Brennkraftmaschine durch die Reduzierung des notwendigen Startdrehmoments kleiner ausgelegt werden, wodurch sich beispielsweise auch ein Spannungseinbruch während des Startvorgangs deutlich reduziert. Hierdurch können sich weitere Vorteile, wie zum Beispiel ein Wegfall eines DC/DC-Wandlers, ergeben. Ferner kann erfindungsgemäß durch die freie
Wählbarkeit eines Drucks im Brennraum während des Startvorgangs zum Beispiel auch bei einer betriebswarmen Brennkraftmaschine für den Startvorgang bei Bedarf auch die volle Kompression im Zylinder beibehalten werden, wodurch insbesondere Nachteile hinsichtlich einer Startzeit vermieden werden. Dies ist insbesondere bei Start-Stopp-Systemen von Interesse. Auch kann
gegebenenfalls ein Ritzelstarter eingespart werden, wenn durch das
Dekompressionsventil ein Kaltstart ausschließlich mittels eines
Riemenstartgenerators realisiert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 eine Brennkraftmaschine 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst die Brennkraftmaschine 1 einen Zylinder 2, in welchem ein Kolben 3 beweglich angeordnet ist. Ein Brennraum ist mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. Der Kolben 3 ist über ein Pleuel 6 mit einer Kurbelwelle 5 verbunden. Die Kurbelwelle 5 ist in einem Kurbelgehäuse 9 angeordnet und dreht sich in Pfeilrichtung A.
Ferner weist die Brennkraftmaschine bekannterweise ein Einlassventil 1 1 , ein Auslassventil 12, eine Einspritzvorrichtung 13 und eine Zündkerze 14 auf. Weiterhin umfasst die Brennkraftmaschine 1 ein Dekompressionsventil 7, welches mit dem Brennraum 4 verbunden ist bzw. alternativ in den Brennraum 4 ragt. Das Dekompressionsventil 7 ist in einer Verbindungsleitung 10 angeordnet, welche den Brennraum 4 mit dem Kurbelgehäuse 9 verbindet (vergleiche Figur
1 ). Das Dekompressionsventil 7 wird mittels einer Steuereinrichtung 8 gesteuert. Die Steuereinrichtung 8 ist hierbei mit einem Kurbelwellensensor 15 verbunden. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit 8 derart eingerichtet, dass basierend auf vom Kurbelwellensensor 15 ermittelten Positionen der Kurbelwelle ein Öffnen oder Schließen des Dekompressionsventils 7 ausgeführt wird.
Erfindungsgemäß kann somit im Brennraum 4 befindliches Gas, insbesondere Luft, zu einem bestimmten Kurbelwellenwinkel abgelassen werden und damit ein gewünschtes Druckniveau im Brennraum 4 sichergestellt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass ein vorgegebenes Niveau eines
Kompressionsdrehmoments nicht überschritten wird. Somit kann insbesondere ein Startdrehmoment, welches größtenteils durch ein Gasfederelement im Brennraum 4 bestimmt wird, reduziert werden. Hierbei kann durch die
Ansteuerung mittels der Steuereinrichtung 8 auch auf beliebige Betriebszustände (kalter oder warmer Motor) eingegangen werden und gegebenenfalls ein Öffnen des Dekompressionsventils 7 vollständig vermieden werden, wenn
beispielsweise ein Start der Brennkraftmaschine bei segelnden Systemen mittels eines Kupplungsstarts (d.h. durch Schließen der Kupplung) gewünscht wird. Hierbei ermöglicht das Dekompressionsventil 7 den Kupplungsstart in
komfortabler Weise auch bei noch niedrigeren Geschwindigkeiten, wodurch sich durch die nun verringerte Startanzahl über die Fahrzeuglebensdauer auch die Anforderungen an einen Ritzelstarter reduzieren und der Ritzelstarter somit auch bei segelnden Systemen zum Einsatz kommen kann. Im Falle einer Anwendung bei einem Voll-Hybrid-Fahrzeug kann ein vom elektrischen Antrieb vorzuhaltendes Reservedrehmoment deutlich geringer ausfallen, da erfindungsgemäß durch das Dekompressionsventil das
Startdrehmoment reduziert wird, so dass entweder der elektrische Antrieb kleiner ausgelegt werden kann oder entsprechend ein höheres verfügbares
Drehmoment des elektrischen Antriebs vorhanden ist. Bei Start-Stopp-Systemen kann durch die Reduzierung des Kaltstart- Drehmoments der Starter kleiner ausgelegt werden, wodurch insbesondere ein Spannungseinbruch beim Startvorgang reduziert wird. Durch die Steuerbarkeit des Dekompressionsventils 7 ist ferner bei einer betriebswarmen
Brennkraftmaschine auch die Möglichkeit gegeben, beim Startvorgang bei Bedarf auch die volle Kompression im Zylinder beizubehalten (d.h. das
Dekompressionsventil geschlossen zu halten), so dass beispielsweise Nachteile hinsichtlich einer Startzeit vermieden werden. Hier sei ferner angemerkt, dass erfindungsgemäß bei einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine ein Dekompressionsventil in jedem Zylinder vorgesehen sein kann, welche über eine gemeinsame Steuereinrichtung individuell ansteuerbar sind. Figur 2 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist die
Brennkraftmaschine des zweiten Ausführungsbeispiels einen Druckspeicherraum 20 auf. Der Druckspeicherraum 20 ist über eine Verbindungsleitung 10, in welcher das Dekompressionsventil 7 angeordnet ist, mit dem Brennraum 4 verbunden. Somit kann Gas, welches über das geöffnete Dekompressionsventil 7 abgeführt wird, im Druckspeicherraum 20 gespeichert werden. Da das im Druckspeicherraum 20 gespeicherte Gas über Atmosphärendruck liegt, kann es beispielsweise dazu benutzt werden, dass bei ausgeschalteter
Brennkraftmaschine das Dekompressionsventil geöffnet wird und der Kolben 3 durch vom Druckspeicher 20 in den Brennraum 4 zurückströmendes Gas in eine bevorzugte Startposition, z.B. kurz hinter dem oberen Totpunkt, gebracht wird. Dann kann durch Einspritzen und Zünden des Gemischs im Brennraum ein Starten der Brennkraftmaschine ermöglicht werden. Hierzu wäre dann kein separater Starter bzw. Energie aus einer Batterie oder Ähnliches notwendig. Es sei angemerkt, dass im Druckspeicherraum 20 ferner auch ein
Druckbegrenzerventil mit einer Verbindung zur Atmosphäre vorgesehen sein kann, um einen maximalen Druck im Druckspeicherraum 20 zu definieren, um zu verhindern, dass bei geöffnetem Dekompressionsventil 7 ein zu höher Gegendruck im Druckspeicherraum 20 vorhanden ist und somit das
Startdrehmoment unerwünschterweise vergrößert werden würde.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem im
Unterschied zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen kein zusätzliches Ventil als Dekompressionsventil vorgesehen ist. Gemäß der Ausführungsform von Figur 3 wird das Auslassventil 12 der Brennkraftmaschine als Dekompressionsventil verwendet. Dabei ist ein separater Aktuator 16 am Auslassventil 12 angeordnet, welcher mit der Steuereinrichtung 8 verbunden wird. Die Steuereinrichtung 8 ist eingerichtet, den Aktuator 16 während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine derart zu betätigen, dass das
Auslassventil 12 öffnet, um einen Gegendruck während der Startphase im Brennraum 4 zu reduzieren. In Figur 3 ist durch den Doppelpfeil B die durch den Aktuator 16 bewirkte Bewegungsrichtung des Auslassventils 12 angedeutet, wobei der Aktuator 16 das Auslassventil 12 sowohl öffnen als auch schließen kann.
Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
Es sei ferner angemerkt, dass die in den Ausführungsbeispielen beschriebene Erfindung auch bei Dieselmotoren einsetzbar ist.

Claims

Ansprüche
1 . Brennkraftmaschine, umfassend
wenigstens einen Zylinder (2) mit einem Brennraum (4) und einem Kolben (3),
ein mit dem Brennraum (4) verbundenes Dekompressionsventil (7), eine Erfassungseinrichtung (15) zur Erfassung einer Position einer Kurbelwelle (5), und
eine Steuereinrichtung (8), welche eingerichtet ist, das
Dekompressionsventil (7), basierend auf einer erfassten Position der Kurbelwelle (5), zu steuern.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , ferner umfassend eine
Verbindungsleitung (10), welche den Brennraum (4) mit einem
Kurbelgehäuse (9) verbindet, wobei das Dekompressionsventil (7) in der Verbindungsleitung (10) angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , ferner umfassend eine
Verbindungsleitung (10) und einen Druckspeicheraum (20), wobei die Verbindungsleitung (10) den Druckspeicherraum (20) mit dem Brennraum (4) verbindet und wobei das Dekompressionsventil (7) in der
Verbindungsleitung (10) angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dekompressionsventil ein Auslassventil (12) der Brennkraftmaschine ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch mehrere Zylinder, wobei jedem Zylinder jeweils ein Dekompressionsventil (7) zugeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Einrichtung zur Erfassung eines Drucks im Brennraum (4), wobei die Einrichtung zur Erfassung des Drucks mit der Steuereinheit (8) verbunden ist und die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, das
Dekompressionsventil (7) zusätzlich in Abhängigkeit vom erfassten Druck im Brennraum zu steuern.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend
eine Einrichtung zur Erfassung einer Temperatur der
Brennkraftmaschine (4), wobei die Einrichtung zur Erfassung der Temperatur mit der Steuereinheit (8) verbunden ist und die
Steuereinheit (8) eingerichtet ist, das Dekompressionsventil (7) zusätzlich in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur zu steuern, und/oder
eine Einrichtung zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit , wobei die Einrichtung zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Steuereinheit (8) verbunden ist und die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, das Dekompressionsventil (7) zusätzlich in
Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, das
Dekompressionsventil während eines Startvorgangs der
Brennkraftmaschine zu steuern.
Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1 ) mit einem mit einem Brennraum (4) verbundenen Dekompressionsventil (7), wobei bei einem Start der Brennkraftmaschine das Dekompressionsventil (7) bei einer beliebig einstellbaren Position der Kurbelwelle (5) geöffnet wird, um ein Startdrehmoment zu reduzieren.
Hybridfahrzeug, umfassend eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einen elektrischen Fahrzeugantrieb.
Steuergerät, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107339156A (zh) * 2017-08-31 2017-11-10 杨甫在 一种混合动力发动机

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016002051A1 (de) 2016-02-22 2017-08-24 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Kraftfahrzeug-Antriebsstrang-Steuerung
DE102017115596A1 (de) * 2017-07-12 2019-01-17 Man Truck & Bus Ag Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine
DE102017010758A1 (de) 2017-11-21 2019-05-23 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine
IT201800003411A1 (it) * 2018-03-09 2019-09-09 Fpt Motorenforschung Ag Sistema di gestione dell'avviamento di un motore a combustione interna
JP2019173601A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309860C1 (de) * 1993-03-26 1994-06-09 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Steuerung von in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine komprimierter Luft
EP0737800A2 (de) * 1995-04-14 1996-10-16 Mercedes-Benz Ag Vorrichtung zur Steuerung von in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine komprimierten Luft mittels eines Dekompensationsventils
DE10342703A9 (de) * 2003-09-16 2005-12-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
DE102004032918A1 (de) 2004-07-08 2006-02-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
EP1657420A1 (de) * 2004-11-16 2006-05-17 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Brennkraftmaschine und Verfahren zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine
DE102005001144A1 (de) * 2005-01-11 2006-08-03 Mehnert, Jens, Dr.-Ing. Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Inbetriebnahme von Verbrennungskraftmaschinen
WO2009052839A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-30 Fev Motorentechnik Gmbh Hybridantrieb mit dekompressionseinrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309860C1 (de) * 1993-03-26 1994-06-09 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Steuerung von in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine komprimierter Luft
EP0737800A2 (de) * 1995-04-14 1996-10-16 Mercedes-Benz Ag Vorrichtung zur Steuerung von in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine komprimierten Luft mittels eines Dekompensationsventils
DE10342703A9 (de) * 2003-09-16 2005-12-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
DE102004032918A1 (de) 2004-07-08 2006-02-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
EP1657420A1 (de) * 2004-11-16 2006-05-17 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Brennkraftmaschine und Verfahren zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine
DE102005001144A1 (de) * 2005-01-11 2006-08-03 Mehnert, Jens, Dr.-Ing. Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Inbetriebnahme von Verbrennungskraftmaschinen
WO2009052839A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-30 Fev Motorentechnik Gmbh Hybridantrieb mit dekompressionseinrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107339156A (zh) * 2017-08-31 2017-11-10 杨甫在 一种混合动力发动机

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