WO2015144110A1 - Verfahren zur verstellung von steuerzeiten einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur verstellung von steuerzeiten einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2015144110A1
WO2015144110A1 PCT/DE2014/200702 DE2014200702W WO2015144110A1 WO 2015144110 A1 WO2015144110 A1 WO 2015144110A1 DE 2014200702 W DE2014200702 W DE 2014200702W WO 2015144110 A1 WO2015144110 A1 WO 2015144110A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
mass flywheel
resonance range
dual mass
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/200702
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Thoelke
Jens Schäfer
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2015144110A1 publication Critical patent/WO2015144110A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0269—Controlling the valves to perform a Miller-Atkinson cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/004—Aiding engine start by using decompression means or variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2760/00—Control of valve gear to facilitate reversing, starting, braking of four stroke engines
    • F01L2760/001—Control of valve gear to facilitate reversing, starting, braking of four stroke engines for starting four stroke engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/01—Starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
    • F01L2810/03—Reducing vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D2013/0292—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation in the start-up phase, e.g. for warming-up cold engine or catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022—Engine speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for valve control of a dual mass flywheel internal combustion engine during engine startup.
  • the valve train of the internal combustion engine can in this case have continuous or discrete possibilities of adjusting control times.
  • a bow spring system for a dual-mass flywheel which is designed in particular for the conditions given when starting a combustion engine, is known, for example, from DE 10 2012 21 1 093 A1.
  • This bow spring system includes a start bow spring and two additional bow springs.
  • the invention has for its object to further develop a mechanism for adjusting control times, in particular closing times, at least one intake valve of an internal combustion engine of a vehicle with dual mass flywheel with respect to the cited prior art, in particular with regard to the suitability for start-stop systems.
  • the method is applicable to motor vehicles which have an internal combustion engine drive with - in particular by a camshaft adjuster - variable control times, wherein the drive train of the vehicle, a dual mass flywheel, which may be of a known type, is located.
  • a camshaft adjuster for example, a sliding cam system or a valve train with switchable cam followers, for example switching cups or switchable cam followers, may be provided.
  • variable valve drives which typically only provide discrete switchover possibilities between two valve lift curves.
  • Each of two possible adjustment positions of the mechanism for adjusting the timing of a specific valve lift curve and thus a respective characteristic choice of the timing is assigned.
  • space cam system for example, there may be a continuum of possible setting positions between two extreme settings of the control times.
  • a system for adjusting the phase position of a camshaft of the internal combustion engine in relation to the crankshaft in particular in the case of an electric camshaft adjuster, there is no fundamental limitation on the number of setting positions.
  • the invention is based on the consideration that both early closing of the intake valves during start-up and late closing of the intake valves during start-up brings with it specific advantages and disadvantages.
  • a better cylinder filling tends to be achieved by closing times of the intake valves, which correspond approximately to the bottom dead center of the internal combustion engine.
  • the good filling of the cylinder leads to a rapid increase in the speed during startup.
  • the disadvantage here is the fact that associated with the rapid increase in speed strong speed fluctuations, which are perceptible as vibrations or as shaking in the vehicle.
  • vibrations in the drive train can lead to unwanted resonances of the dual-mass flywheel, which on the one hand represent a significant mechanical load on components of the drive train, in particular the dual-mass flywheel itself, and on the other hand reduce perceived comfort in the vehicle.
  • the timing in particular the closing timing of the intake valves, to "late”, that is significantly after the lower charge cycle dead point, it can be ensured that less strong torque peaks act on the crankshaft, what softer engine startup is perceived.
  • the disadvantage here is the slower increase in speed, that is, the longer duration of the engine start.
  • a comparable effect is achieved if the intake valve closure time is set to "early” in such a way that the cylinder charge is considerably reduced in comparison with the maximum possible cylinder charge.
  • the mechanism for adjusting the timing at the start of the internal combustion engine during passage through the resonance range of the dual-mass flywheel is set such that the timing of closing the intake valve corresponds to a crankshaft angle of the internal combustion engine, which is at least 10 ° from the lower Charge change dead point deviates.
  • a late control time can be set, that is, a valve closing time of the intake valve, which corresponds to a crankshaft angle of at least 10 ° after bottom dead center. Due to the late inlet valve closing time, part of the air sucked into the cylinder is expelled again.
  • an adjustment of the control times is made during the passage through the resonance range, with which not the maximum possible torque in this speed range is generated.
  • electromechanical camshaft adjuster Particularly suitable for the realization of the method according to the invention are electromechanical camshaft adjuster.
  • these may be camshaft adjusters with three-shaft transmissions, as known in principle, for example, from WO 2006/074734 A1.
  • the adjustment of the timing of the internal combustion engine is not necessarily carried out at a constant adjustment speed. Rather, the adjustment can be done, for example, with varying speed or intermittently. loading especially for less complex adjustment operations, hydraulically actuated camshaft adjusters are also suitable.
  • the use of such adjuster with adjusting operations in the starting phase of the internal combustion engine requires that sufficient hydraulic pressure can be generated in this phase.
  • the crankshaft of the internal combustion engine in an angular position of at least 10 °, preferably at least 25 °, for example at least 45 °, before or after the lower charge cycle dead center.
  • the resonance range of the dual-mass flywheel is traversed in a period between the first and third ignition of the internal combustion engine.
  • a throttle valve of the internal combustion engine during startup before reaching the idle speed, especially during operation of the internal combustion engine in the resonance range of the dual mass flywheel, preferably to an opening angle of at least 3 ° , in particular to an opening angle of at least 10 °.
  • the adjustment of the phase angle of the intake camshaft to "late”, provided that the resonance range of the dual-mass flywheel is traversed with this setting, can already take place before the engine start or after the crankshaft has been started Up in both cases, the adjustment process is "late” before reaching completed the resonance range of the dual mass flywheel.
  • the late control time, in particular intake valve closing time, is preferably maintained at least up to a rotational speed of the internal combustion engine of 400 revolutions per minute.
  • the phase angle of the intake camshaft is set to "early", that the intake valve at a crankshaft position of at least 10 °, 25 ° or 45 ° before the lower gas exchange dead center closes.
  • the phase angle of the intake camshaft does not necessarily remain the same throughout the passage of the resonance range. This also applies accordingly in mechanisms of valve control, in which the timing is not varied by camshaft adjustment.
  • the phase angle of the intake camshaft can be regulated to a constant value.
  • This also applies in cases in which the resonance range of the dual-mass flywheel is traversed with an adjustment of the closing valve closing time to at least 10 ° before the lower charge change dead point, that is to say with pronounced "early” setting, in which case before reaching the resonance range the dual-mass flywheel, an adjustment of the timing in the direction of "early”, whereby this adjustment can either begin before the engine start or after the cranking of the crankshaft.
  • control unit of an internal combustion engine which is designed to carry out the method according to claim 1.
  • Fig. 1 shows the course of the crankshaft speed and timing settings of an internal combustion engine during engine start.
  • the rotational speed n of the crankshaft of an internal combustion engine installed in a vehicle namely a four-cylinder reciprocating engine
  • the phase angle ⁇ of an intake camshaft same engine in relation to the crankshaft shown.
  • the internal combustion engine is a diesel engine. Alternatively, it could also be a gasoline engine.
  • the vehicle is equipped with a dual-mass flywheel. With regard to the basic design and the function of a dual-mass flywheel, reference is made to the cited prior art.
  • an initial phase IP which lasts from the time t 0 , that is, the time of starting the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine, until the time ti, and a resonance range RB, which travels from the time ti to the time t 2 is and in which it can come to design due to significant resonant vibrations of the dual mass flywheel.
  • the time ti is before the triggered by the first ignition in a cylinder of the engine pressure and thus torque increase.
  • the resonance range RB is left before the idling speed of the internal combustion engine is reached.
  • other components in the drive train or elsewhere of the vehicle within the resonance range RB may be excited to vibrations perceivable in the vehicle.
  • these may be vibrations, which are transmitted to components of the steering of the vehicle and are noticeable in the steering wheel.
  • a camshaft adjuster on the inlet side of the internal combustion engine of the designated in Fig. 1 with F setting "early" in the designated S is When set to S, the intake valve of the internal combustion engine closes at an angle of the crankshaft of the internal combustion engine of at least 10 °, in particular at least 25 °, for example at least 45 °, after the lower charge cycle dead point Settings of the control times are selected, in which the inlet valve closes well before the bottom dead center, namely at least 10 °, 25 ° or 45 ° before the bottom charge cycle dead center.
  • FIG. 1 An alternative course of the adjustment of the camshaft and thus the timing of the internal combustion engine is shown in dashed lines in FIG.
  • the camshaft is already adjusted in an earlier period, which can already start before the time t 0 , from the "early" setting F to the "slow setting S.
  • the example of FIG Four-cylinder engine method is also applicable to internal combustion engines with lower or higher number of cylinders, in particular, the method can be used in automatic starting in a start-stop system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb eines Mechanismus zur Verstellung von Steuerzeiten mindestens eines Einlassventilseinerein Zweimassenschwungrad aufweisenden Brennkraftmaschine, wobei ein Resonanzbereich des Zweimassenschwungrads in einem Drehzahlbereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine liegt, sieht vor, dass beim Starten der Brennkraftmaschine vor dem Durchfahren des Resonanzbereichs eine Einlassventilschließzeit derart durch den Mechanismus eingestellt wird, dass der Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils einem Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine entspricht, welcher mindestens 10° von einem unteren Ladungswechseltotpunkt entfernt ist.

Description

Verfahren zur Verstellung von Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ventilsteuerung einer ein Zweimassenschwungrad aufweisenden Brennkraftmaschine während des Starts der Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb der Brennkraftmaschine kann hierbei kontinuierliche oder diskrete Möglichkeiten der Verstellung von Steuerzeiten aufweisen. Hintergrund der Erfindung
Mit Hilfe eines Zweimassenschwungrads können Drehschwingungen eines Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden. Ein Bogenfedersystem für ein Zweimassenschwungrad, welches insbesondere für die beim Starten eines Ver- brennungsmotors gegebenen Bedingungen ausgelegt ist, ist beispielsweise aus der DE 10 2012 21 1 093 A1 bekannt. Dieses Bogenfedersystem umfasst eine Startbogenfeder sowie zwei Zusatzbogenfedern.
Aus der DE 10 2008 015 152 A1 ist ein Verfahren zur Verstellung einer No- ckenwelle mittels eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers bekannt. Im Rahmen dieses bekannten Verfahrens ist vorgesehen, den Nockenwellen- versteller während des Abstellvorgangs der Brennkraftmaschine auf seine Endlage„früh" zu verstellen. Dies hat den Vorteil, dass beim erneuten Start der Brennkraftmaschine der Nockenwellenversteller aufgrund gegebener Reibmo- mente mit geringem Energieaufwand in Richtung„spät" verstellt werden kann. Auf diese Weise ist rasch eine gewünschte Zieleinstellung des Nockenwellenverstellers erreichbar. Weitere Verfahren zum Betrieb eines Nockenwellenverstellers sind aus der DE 10 2008 039 007 A1 sowie aus der DE 10 2008 039 008 A1 bekannt. In den genannten Dokumenten wird insbesondere auf den Anlassvorgang der Brennkraftmaschine eingegangen. Beim Anlassen der Brennkraftmaschine wird der Steuertrieb vorpositioniert, was geregelt oder ungeregelt erfolgen kann. Während bei ungeregelter Vorpositionierung„blind" in eine Richtung verstellt wird, erfolgt bei geregeltem Verstellen ein kontinuierlicher Soll-Ist-Vergleich.
Auf spezielle Betriebsverfahren eines Nockenwellenverstellers beim Starten einer Brennkraftmaschine wird auch in der EP 2 591 215 B1 eingegangen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mechanismus zur Verstellung von Steuerzeiten, insbesondere Schließzeiten, zumindest eines Einlassventils einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit Zweimassenschwungrad gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere hinsichtlich der Eignung für Start-Stopp-Systeme weiterzuentwickeln. Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Das Verfahren ist anwendbar bei Kraftfahrzeugen, welche einen verbrennungsmotorischen Antrieb mit - insbesondere durch einen Nockenwellenversteller - variierbaren Steuerzeiten aufweisen, wobei sich im Antriebsstrang des Fahrzeugs ein Zweimassenschwungrad, welches von an sich bekannter Bauart sein kann, befindet.
Anstelle eines Nockenwellenverstellers kann beispielsweise auch ein Schieb- nockensystem oder ein Ventiltrieb mit schaltbaren Nockenfolgern, beispielsweise Schalttassen oder schaltbaren Schlepphebeln, vorgesehen sein. Bei den letztgenannten variablen Ventiltrieben, welche typischerweise ausschließlich diskrete Umschaltmöglichkeiten zwischen zwei Ventilerhebungskurven bieten, ist jede von zwei möglichen Einstellpositionen des Mechanismus zur Verstellung der Steuerzeiten einer bestimmten Ventilerhebungskurve und damit einer jeweils charakteristischen Wahl der Steuerzeiten zugeordnet. Im Unterschied hierzu kann beispielsweise bei einem Raumnockensystem ein Kontinuum möglicher Einstellpositionen zwischen zwei Extremeinstellungen der Steuerzeiten gegeben sein. Ebenso ist bei einem System zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine in Relation zur Kurbelwelle, insbesondere bei einem elektrischen Nockenwellenversteller, keine grundsätzliche Limitierung der Anzahl der Einstellpositionen gegeben.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass sowohl ein frühes Schließen der Einlassventile während des Startvorgangs als auch ein spätes Schließen der Einlassventile während des Startvorgangs spezifische Vor- und Nachteile mit sich bringt. Bei sehr niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, wie sie beim Startvorgang gegeben sind, wird eine bessere Zylinderfüllung tendenziell durch Schließzeitpunkte der Einlassventile erreicht, welche etwa dem unteren Totpunkt der Brennkraftmaschine entsprechen. Die gute Füllung des Zylinders führt zu einem zügigen Anstieg der Drehzahl während des Startvorgangs.
Nachteilig ist hierbei jedoch die Tatsache, dass mit der schnellen Zunahme der Drehzahl starke Drehzahlschwankungen einhergehen, welche als Schwingungen oder als Rütteln im Fahrzeug wahrnehmbar sind. Zudem können Schwingungen im Antriebsstrang zu ungewollten Resonanzen des Zweimassen- Schwungrads führen, welche zum einen eine erhebliche mechanische Belastung von Komponenten des Antriebsstrangs, insbesondere des Zweimassenschwungrads selbst, darstellen und zum anderen den im Fahrzeug wahrnehmbaren Komfort mindern. Um diesen Effekt zu verringern, kann mit einer Einstellung der Steuerzeiten, insbesondere des Schließzeitpunkts der Einlassventile, auf „spät", das heißt deutlich nach dem unteren Ladungswechseltotpunkt, dafür gesorgt werden, dass weniger starke Drehmomentspitzen auf die Kurbelwelle einwirken, was als sanfterer Motoranlauf wahrgenommen wird. Nachteilig hierbei ist jedoch der langsamere Anstieg der Drehzahl, das heißt die längere Dauer des Motorstarts. Eine vergleichbare Wirkung ist gegeben, wenn die Einlassventilschließ- zeit derart auf „früh" gestellt ist, dass die Zylinderfüllung im Vergleich zur ma- ximal möglichen Zylinderfüllung erheblich reduziert ist.
Um dem beschriebenen Zielkonflikt effizient entgegenzuwirken, wird gemäß der Erfindung der Mechanismus zur Verstellung der Steuerzeiten beim Start der Brennkraftmaschine während des Durchfahrens des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads derart eingestellt, dass der Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils einem Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine entspricht, welcher mindestens 10° vom unteren Ladungswechseltotpunkt abweicht. Beispielsweise kann eine späte Steuerzeit eingestellt werden, das heißt eine Ventilschließzeit des Einlassventils, welche einem Kurbelwellenwinkel von mindestens 10° nach dem unteren Totpunkt entspricht. Durch die späte Ein- lassventilschließzeit wird ein Teil der in den Zylinder gesaugten Luft wieder ausgestoßen. Somit wird während des Durchfahrens des Resonanzbereichs eine Einstellung der Steuerzeiten vorgenommen, mit welcher nicht das in diesem Drehzahlbereich maximal mögliche Drehmoment erzeugt wird.
Nach einer möglichen Ausgestaltung erfolgt vor dem Erreichen des Resonanzbereichs eine Verstellung der Steuerzeiten von„früh" in Richtung„spät". Hierdurch können Vorteile hinsichtlich einer hohen initialen Füllung des Brennraums mit einem schwingungsarmen weiteren Hochlaufen der Brennkraftma- schine kombiniert werden.
Besonders gut zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich elektromechanische Nockenwellenversteller. Insbesondere kann es sich hierbei um Nockenwellenversteller mit Dreiwellengetriebe handeln, wie prinzi- piell zum Beispiel aus der WO 2006/074734 A1 bekannt. Die Verstellung der Steuerzeiten der Brennkraftmaschine erfolgt dabei nicht notwendigerweise mit konstanter Verstellgeschwindigkeit. Vielmehr kann die Verstellung beispielsweise auch mit variierender Geschwindigkeit oder intermittierend erfolgen. Be- sonders für weniger komplexe Verstellvorgänge sind auch hydraulisch betätigte Nockenwellenversteller geeignet. Die Verwendung solcher Versteller mit Verstellvorgängen in der Startphase der Brennkraftmaschine setzt voraus, dass in dieser Phase ein ausreichender Hydraulikdruck erzeugbar ist.
In allen Fällen befindet sich zum Zeitpunkt des Schließens der Einlassventile, sofern dies innerhalb des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads geschieht, die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in einer Winkelstellung von mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 25°, beispielsweise mindestens 45°, vor oder nach dem unteren Ladungswechseltotpunkt. Vorzugsweise wird der Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads in einem Zeitraum zwischen erster und dritter Zündung der Brennkraftmaschine durchfahren.
Unabhängig von der mechanischen Ausgestaltung des Verstellmechanismus und des während der Startphase der Brennkraftmaschine realisierten Verstellmodus ist eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine während des Startvorgangs, vor dem Erreichen der Leerlaufdrehzahl, insbesondere während des Betriebs der Brennkraftmaschine im Resonanzbereich des Zweimassenschwungrads, vorzugsweise auf einen Öffnungswinkel von mindestens 3°, ins- besondere auf einen Öffnungswinkel von mindestens 10°, eingestellt.
Die Einstellung der Phasenlage der Einlassnockenwelle auf „spät", sofern der Resonanzbereich des Zweimassenschwungrads mit dieser Einstellung durchfahren wird, kann bereits vor dem Motorstart oder erst nach dem Andrehen der Kurbelwelle erfolgen. In beiden Fällen ist der Verstellvorgang in Richtung „spät" vor dem Erreichen des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads abgeschlossen. Die späte Steuerzeit, insbesondere Einlassventilschließzeit, wird vorzugsweise mindestens bis zu einer Drehzahl der Brennkraftmaschine von 400 Umdrehungen pro Minute gehalten. Analoges gilt, wenn während des Durchfahrens des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads die Phasenlage der Einlassnockenwelle, quasi um den unteren Totpunkt gespiegelt, derart auf „früh" eingestellt ist, dass das Einlassventil bei einer Kurbelwellenstellung von mindestens 10°, 25° oder 45° vor dem unteren Ladungswechsel- totpunkt schließt. Die Phasenlage der Einlassnockenwelle bleibt nicht notwendigerweise während des gesamten Durchfahrens des Resonanzbereichs gleich. Dies gilt entsprechend auch bei Mechanismen der Ventilsteuerung, bei welchen die Steuerzeiten nicht durch Nockenwellenverstellung variiert werden.
Insbesondere während des Durchfahrens des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads kann jedoch die Phasenlage der Einlassnockenwelle auf einen konstanten Wert geregelt werden. Dies gilt auch in Fällen, in denen der Resonanzbereich des Zweimassenschwungrads mit einer Einstellung der Ein- lassventilschließzeit auf mindestens 10° vor dem unteren Ladungswechseltotpunkt, das heißt mit ausgeprägter„Früh"-Einstellung, durchfahren wird. In diesen Fällen kann vor dem Erreichen des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads eine Verstellung der Steuerzeiten in Richtung „früh" erfolgen, wobei auch diese Verstellung entweder bereits vor dem Motorstart oder erst nach dem Andrehen der Kurbelwelle beginnen kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Steuereinheit einer Brennkraftmaschine, welche zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ausgebildet ist.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 den Verlauf der Kurbelwellendrehzahl sowie Steuerzeiteneinstellungen einer Brennkraftmaschine während des Motorstarts.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In der einzigen Figur ist in Abhängigkeit von der Zeit t die Drehzahl n der Kurbelwelle einer in einem Fahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine, nämlich eines Vierzylinder-Hubkolbenmotors, sowie der Phasenwinkel φ einer Einlass- nockenweile desselben Motors in Relation zur Kurbelwelle dargestellt. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich um einen Dieselmotor. Alternativ könnte es sich auch um einen Ottomotor handeln. In jedem Fall ist das Fahrzeug mit einem Zweimassenschwungrad ausgerüstet. Hinsichtlich des prinzipiellen Auf- baus sowie der Funktion eines Zweimassenschwungrads wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.
Einzelne Verbrennungsvorgänge beim Start des Motors drücken sich im Verlauf der Drehzahl n, wie in Fig. 1 ersichtlich, in lokalen Maxima aus. Der erste Verbrennungsvorgang beim Starten des Motors - genauer: derjenige Zeitpunkt während des Motorstarts, zu welchem durch den ersten Verbrennungsvorgang das erste lokale Drehmomentmaximum auftritt - ist in Fig. 1 mit V markiert.
Innerhalb des Startvorgangs wird unterschieden zwischen einer Initialphase IP, welche vom Zeitpunkt t0, das heißt dem Zeitpunkt des Beginns der Rotation der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bis zum Zeitpunkt ti dauert, und einem Resonanzbereich RB, welcher vom Zeitpunkt ti bis zum Zeitpunkt t2 durchfahren wird und in welchem es bauartbedingt zu signifikanten Resonanzschwingungen des Zweimassenschwungrads kommen kann. Der Zeitpunkt ti liegt vor dem durch die erste Zündung in einem Zylinder der Brennkraftmaschine ausgelösten Druck- und damit Drehmomentanstieg.
Der Resonanzbereich RB wird verlassen, bevor die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine erreicht ist. Zusätzlich können weitere Komponenten im Antriebsstrang oder an anderer Stelle des Fahrzeugs innerhalb des Resonanzbereichs RB zu im Fahrzeug wahrnehmbaren Schwingungen angeregt werden. Insbesondere kann es sich hierbei um Schwingungen handeln, welche in Komponenten der Lenkung des Fahrzeugs übertragen werden und im Lenkrad spürbar sind.
Bereits zu Beginn des Motorstarts, vor Erreichen des Resonanzbereichs RB, wird ein Nockenwellenversteller auf der Einlassseite der Brennkraftmaschine von der in Fig. 1 mit F bezeichneten Einstellung„Früh" in die mit S bezeichnete Einstellung„Spät" verstellt. Bei Einstellung auf S schließt das Einlassventil der Brennkraftmaschine bei einem Winkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine von mindestens 10°, insbesondere mindestens 25°, beispielsweise mindestens 45°, nach dem unteren Ladungswechseltotpunkt. Alternativ könnten im Reso- nanzbereich RB auch Einstellungen der Steuerzeiten gewählt werden, bei welchen das Einlassventil deutlich vor dem unteren Totpunkt, nämlich mindestens 10°, 25° oder 45° vor dem unteren Ladungswechseltotpunkt, schließt.
Mit dieser Einstellung der Steuerzeit wird der gesamte Resonanzbereich RB durchfahren. Anschließend, noch vor oder nach Erreichen der Leerlaufdrehzahl, sind nicht dargestellte weitere Veränderungen der Steuerzeit möglich.
Innerhalb der Initialphase IP ist in Fig. 1 gestrichelt ein alternativer Verlauf der Verstellung der Nockenwelle und damit der Steuerzeiten der Brennkraftma- schine skizziert. Im Vergleich zu dem vorstehend erläuterten Betriebsverfahren wird hierbei die Nockenwelle bereits in einem früheren Zeitraum, welcher bereits vor dem Zeitpunkt t0 beginnen kann, von der„Früh"-Einstellung F zur „Spä -Einstellung S verstellt. Das anhand der Figur am Beispiel eines Vierzylindermotors erläuterte Verfahren ist auch bei Verbrennungsmotoren mit geringerer oder höherer Zylinderzahl anwendbar. Insbesondere kann das Verfahren beim automatischen Anlassen im Rahmen eines Start-Stopp-Systems zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste φ Phasenwinkel F „Früh"-Einstellung
IP Initialphase
n Drehzahl
RB Resonanzbereich
S „Spät" -Einstellung
t Zeit
t0 Zeitpunkt
ti Zeitpunkt
t2 Zeitpunkt
V Verbrennungsvorgang

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb eines Mechanismus zur Verstellung von Steuerzeiten mindestens eines Einlassventils einer ein Zweimassenschwungrad aufweisenden Brennkraftmaschine, wobei ein Resonanzbereich des Zweimassenschwungrads in einem Drehzahlbereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine liegt, und wobei beim Starten der Brennkraftmaschine vor dem Durchfahren des Resonanzbereichs eine Einlassventilschließzeit derart durch den Mechanismus eingestellt wird, dass der Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils einem Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine entspricht, welcher mindestens 10° vom unteren Ladungswechseltotpunkt entfernt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus vor dem Durchfahren des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads derart eingestellt wird, dass der Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils einem Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine entspricht, welcher mindestens 25° vom unteren Ladungswechseltotpunkt entfernt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus vor dem Durchfahren des Resonanzbereichs derart eingestellt wird, dass der Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils einem Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine entspricht, welcher mindestens 45° vom unteren Ladungswechseltotpunkt entfernt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads in einem Zeitraum zwischen erster und dritter Zündung durchfahren wird.
5. Verfahren nach einem der Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine während des Durchfahrens des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads einen Öffnungswinkel von mindestens 3° aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus bereits vor dem Starten der Brennkraftmaschine auf die späte Steuerzeit, welche beim Durchfahren des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads gehalten wird, eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus erst nach dem Starten der Brennkraftmaschine auf die späte Steuerzeit, welche beim Durchfahren des Resonanzbereichs gehalten wird, eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerzeit, welche beim Durchfahren des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads gegeben ist, bis zu einer Drehzahl der Brennkraftmaschine von mindestens 400/min gehalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerzeit während des Durchfahrens des Resonanzbereichs des Zweimassenschwungrads nachgeregelt wird.
10. Steuereinheit einer Brennkraftmaschine, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 .
PCT/DE2014/200702 2014-03-27 2014-12-11 Verfahren zur verstellung von steuerzeiten einer brennkraftmaschine WO2015144110A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014205770.1A DE102014205770A1 (de) 2014-03-27 2014-03-27 Verfahren zur Verstellung von Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine
DE102014205770.1 2014-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015144110A1 true WO2015144110A1 (de) 2015-10-01

Family

ID=52354648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2014/200702 WO2015144110A1 (de) 2014-03-27 2014-12-11 Verfahren zur verstellung von steuerzeiten einer brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014205770A1 (de)
WO (1) WO2015144110A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3141727A1 (de) * 2015-08-25 2017-03-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Startverfahren für eine verbrennungskraftmaschine und kraftfahrzeug

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015224102A1 (de) * 2015-12-02 2017-06-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsstrang

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19724921A1 (de) * 1997-06-12 1998-12-17 Mannesmann Sachs Ag Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
US20020043243A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-18 Yoshihiro Majima Control apparatus and method for internal combustion engine
WO2006074734A1 (de) 2004-12-23 2006-07-20 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller
DE60306032T2 (de) * 2002-05-16 2006-11-02 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Steuervorrichtung und Verfahren für eine Brennkraftmaschine mit varierbaren Verdichtungsverhätnis
JP2007198308A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
DE102008015152A1 (de) 2008-03-20 2009-09-24 Schaeffler Kg Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle mittels eines elektromechanischen Nockenwellenverstellsystems
US20100000478A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Satoshi Yoshikawa Start control device of internal combustion engine
DE102008039008A1 (de) 2008-08-21 2010-02-25 Schaeffler Kg Verfahren zur Verstellung einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors, Nockenwellenverstellsystem und Verbrennungsmotor mit verstellbarer Nockenwelle
DE102008039007A1 (de) 2008-08-21 2010-02-25 Schaeffler Kg Verfahren zur Verstellung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, Nockenwellenverstellsystem und Verbrennungsmotor mit verstellbarer Kurbelwelle
WO2012091043A1 (ja) * 2010-12-27 2012-07-05 日産自動車株式会社 内燃エンジンの始動制御方法及び始動制御装置
DE102012211093A1 (de) 2011-07-18 2013-01-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bogenfedersystem für ein Zweimassenschwungrad
EP2591215B1 (de) 2010-07-09 2014-01-15 Daimler AG Kraftfahrzeugnockenwellenverstellvorrichtung

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19724921A1 (de) * 1997-06-12 1998-12-17 Mannesmann Sachs Ag Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
US20020043243A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-18 Yoshihiro Majima Control apparatus and method for internal combustion engine
DE60306032T2 (de) * 2002-05-16 2006-11-02 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Steuervorrichtung und Verfahren für eine Brennkraftmaschine mit varierbaren Verdichtungsverhätnis
WO2006074734A1 (de) 2004-12-23 2006-07-20 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller
JP2007198308A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
DE102008015152A1 (de) 2008-03-20 2009-09-24 Schaeffler Kg Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle mittels eines elektromechanischen Nockenwellenverstellsystems
US20100000478A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Satoshi Yoshikawa Start control device of internal combustion engine
DE102008039008A1 (de) 2008-08-21 2010-02-25 Schaeffler Kg Verfahren zur Verstellung einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors, Nockenwellenverstellsystem und Verbrennungsmotor mit verstellbarer Nockenwelle
DE102008039007A1 (de) 2008-08-21 2010-02-25 Schaeffler Kg Verfahren zur Verstellung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, Nockenwellenverstellsystem und Verbrennungsmotor mit verstellbarer Kurbelwelle
EP2591215B1 (de) 2010-07-09 2014-01-15 Daimler AG Kraftfahrzeugnockenwellenverstellvorrichtung
WO2012091043A1 (ja) * 2010-12-27 2012-07-05 日産自動車株式会社 内燃エンジンの始動制御方法及び始動制御装置
DE102012211093A1 (de) 2011-07-18 2013-01-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bogenfedersystem für ein Zweimassenschwungrad

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3141727A1 (de) * 2015-08-25 2017-03-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Startverfahren für eine verbrennungskraftmaschine und kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014205770A1 (de) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015107539B4 (de) Steuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine
EP2614249B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE102010040562B4 (de) Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine
DE3303147A1 (de) Vorrichtung zur regelung der motordrehzahl
DE102011002623A1 (de) Ventilsteuerzeitversteller
WO2017060075A1 (de) Verfahren zum steuern eines verbrennungsmotors mit einer nockenwelle
DE112015004236T5 (de) Steuerungsvorrichtung für eine Hochdruckpumpe
DE102008039008A1 (de) Verfahren zur Verstellung einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors, Nockenwellenverstellsystem und Verbrennungsmotor mit verstellbarer Nockenwelle
DE102008039007A1 (de) Verfahren zur Verstellung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, Nockenwellenverstellsystem und Verbrennungsmotor mit verstellbarer Kurbelwelle
WO2015144110A1 (de) Verfahren zur verstellung von steuerzeiten einer brennkraftmaschine
EP2017497A1 (de) Verfahren zum Starten einer mit einem geteilten Schwungrad ausgestatteten Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
DE102014205767B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
EP2798197A1 (de) Verfahren zum einspuren eines andrehritzels einer startvorrichtung in einem zahnkranz einer brennkraftmaschine
WO2016016228A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einstellbarem verdichtungsverhaeltnis und zuschaltnocken und verfahren zum betreiben einer derartigen verbrennungskraftmaschine
DE102017200824A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Adaption einer Ventilhubverstellung eines Ladungswechselventils eines Verbrennungsmotors
DE102013217724A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit verringerter Luftfüllung
DE102014205772B4 (de) Verfahren zur Verstellung von Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine
EP1325214B1 (de) Verfahren zum gleichzeitigen verstellen von nockenwellen verschiedener zylinderbänke einer brennkraftmaschine
DE102012216836B4 (de) Verfahren zur Koppelung zweier Teilmotoren eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor mit zwei Teilmotoren
DE102019115914B4 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine mit reduziertem Startmoment aufgrund eines spezifizierten Dekompressionsevents an zumindest einem ausgewählten Startzylinder sowie Kraftfahrzeug mit einer und Verfahren zum Starten einer solchen Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE102017114338A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE10308101A1 (de) Motormanagement-System und Verfahren zur Einstellung des Drehwinkels einer Nockenwelle gegenüber dem Drehwinkel einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs
WO2023151742A1 (de) Hubkolbenmotor und verfahren zum betrieb eines hubkolbenmotors
DE102022108557A1 (de) Ventilsteuerzeitensteuereinheit
DE102014224925A1 (de) Verfahren zum erneuten Starten einer Brennkraftmaschine nach einem Abwürgen derselben

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14827721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14827721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1