WO2020016007A1 - Verfahren und steuereinheit zum betrieb eines ölkreislaufs eines verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren und steuereinheit zum betrieb eines ölkreislaufs eines verbrennungsmotors Download PDF

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WO2020016007A1
WO2020016007A1 PCT/EP2019/067797 EP2019067797W WO2020016007A1 WO 2020016007 A1 WO2020016007 A1 WO 2020016007A1 EP 2019067797 W EP2019067797 W EP 2019067797W WO 2020016007 A1 WO2020016007 A1 WO 2020016007A1
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internal combustion
combustion engine
crankshaft
oil
oil pump
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PCT/EP2019/067797
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Kilian LUDWICZEK
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/16—Controlling lubricant pressure or quantity
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    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps
    • F01M2001/0253—Pressure lubrication using lubricating pumps characterised by the pump driving means
    • F01M2001/0261—Pressure lubrication using lubricating pumps characterised by the pump driving means driven by the camshaft
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a corresponding control unit for operating an oil circuit of an internal combustion engine, in particular for
  • a vehicle especially a road vehicle, today mostly has a drive train with an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine can be stopped repeatedly during operation of the vehicle, e.g. in the context of an automatic engine stop, in particular the fuel consumption of the
  • the engine outlet can be in addition to the internal friction of the
  • peripheral device and / or a transmission of the vehicle are braked by activating a peripheral device and / or a transmission of the vehicle in order to shorten the time period of the engine stopping.
  • a peripheral device and / or the transmission are typically subject to limited operating conditions and in each case
  • the present document deals with the technical problem of enabling improved vibration damping and / or braking of the crankshaft of an internal combustion engine during an engine stop.
  • the independent claim dependent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim can form its own invention and independent of the combination of all features of the independent claim, which is the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application can be made.
  • the internal combustion engine can comprise, for example, a multi-cylinder (for example a four, six or eight-cylinder) engine, in particular a gasoline engine or a diesel engine.
  • the internal combustion engine can have a crankshaft which is driven when the internal combustion engine is operating.
  • the oil circuit may include one or more components of the internal combustion engine to be lubricated with oil.
  • Exemplary components of the internal combustion engine to be lubricated are: at least one crankshaft bearing; at least one connecting rod bearing; at least one cylinder head; at least one piston; and / or at least one bolt.
  • the oil circuit also includes an oil pump that is set up to pump oil through the oil circuit.
  • oil can be pumped to and / or through components of the internal combustion engine to be sheared by the oil pump.
  • the operation of the oil pump can increase the oil pressure in one or more of the components of the internal combustion engine to be sheared.
  • An increase in the oil pressure typically leads to an increased internal friction on the one or more components of the to be lubricated
  • the drag torque for the internal combustion engine can be increased by operating the oil pump.
  • the method includes determining that the engine is stopped and that the engine crankshaft is or will be coasting due to the engine stopping.
  • the crankshaft can run out in such a way that the crankshaft is decoupled from the drive train of the vehicle in which the internal combustion engine is located.
  • Internal combustion engine takes place, it can be recognized that the internal combustion engine is stopped by an automatic engine stop (for example at a traffic light or during so-called sailing). Alternatively or additionally, it can be recognized that a Driver of the vehicle has caused an engine stop (e.g. by pressing an engine stop switch or button).
  • an engine stop e.g. by pressing an engine stop switch or button.
  • the method in response to determining that an engine stop is occurring, includes operating the oil pump of the oil circuit to at least temporarily (or continuously) increase braking and / or deceleration torque to the crankshaft during crankshaft coasting.
  • the oil pump of the oil circuit can be operated to the
  • the oil pump of the oil circuit can be operated in such a way that a degree of vibrations of the crankshaft and / or the internal combustion engine during the coasting of the crankshaft is reduced in comparison to a crankshaft coasting without the oil pump operating.
  • the oil pump of the oil circuit can be operated in such a way that a period of time for the crankshaft to run out is reduced in comparison to a crankshaft runout without the oil pump operating.
  • the oil circuit of an internal combustion engine can thus be used in an efficient and flexible manner to dampen vibrations when the engine stops and / or to reduce the duration of the engine shutdown.
  • the oil pump can be operated to control the pressure of the oil in the oil circuit, e.g. the pressure of the oil in one or more with the oil
  • the internal friction of the internal combustion engine can be increased in order to dampen vibrations and / or to accelerate the engine shutdown.
  • the oil pump can be set up to change the pumping capacity of oil over time.
  • the pumping power of the oil pump can then be controlled and / or regulated while the crankshaft is coasting down.
  • the Pump power during the period of the crankshaft run-out (if necessary
  • the period of the coasting of the crankshaft can extend from an initial point in time to an end point in time, the crankshaft having an initial speed (for example an idling speed of the internal combustion engine) at the starting point and the crankshaft having an end speed (for example zero speed) at the end point in time ,
  • the described method is preferably carried out for engine stops which are carried out until the crankshaft comes to a standstill.
  • the described method can also be advantageously carried out for engine stops in which the crankshaft is one when the engine is restarted
  • vibration information relating to vibrations of the internal combustion engine can be determined during the run-out of the crankshaft as part of the method.
  • the vibration information can e.g. be determined by means of a speed sensor and / or by means of a vibration or acceleration sensor.
  • the pump power of the oil pump during the run-out of the crankshaft can then be controlled and / or regulated depending on the vibration information, in particular by an amplitude and / or an extent of the
  • the oil pump can be coupled hydro-mechanically to the crankshaft.
  • the oil pump can be operated by a torque caused by the crankshaft while the crankshaft is coasting down.
  • An additional braking and / or. Can be operated in a particularly effective manner by operating the oil pump of the oil circuit of the internal combustion engine
  • a control unit for operating an oil circuit of an internal combustion engine is described.
  • the control unit is configured to determine that the internal combustion engine is stopped and a crankshaft of the internal combustion engine as a result of the stop of the
  • Control unit set up in response to operating an oil pump of the oil circuit in order to increase a braking torque on the crankshaft at least temporarily during the coasting of the crankshaft.
  • a vehicle in particular a
  • Road motor vehicle (such as a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle).
  • the vehicle includes one
  • the vehicle also includes an oil circuit with an oil pump, the oil circuit being set up to supply oil to components of the internal combustion engine that are to be lubricated.
  • the vehicle also includes the control unit described in this document.
  • SW software program
  • the SW program can be set up to be executed on a processor (e.g. on a control unit of a vehicle) and thereby to carry out the method described in this document.
  • the storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to do so in the processor
  • Figure 1 shows an exemplary drive system for a vehicle
  • Figure 2 shows an exemplary oil circuit of an internal combustion engine
  • FIG. 3 shows a flow diagram of an exemplary method for influencing the engine runout of an internal combustion engine
  • FIG. 4 shows exemplary time profiles of the engine speed during a
  • FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary drive system 100 of a vehicle.
  • the drive system 100 includes an internal combustion engine 102 (e.g., a gasoline engine or a diesel engine) that is configured to drive a crankshaft 103 of the internal combustion engine 102.
  • Crankshaft 103 may be coupled (e.g. via a transmission) to one or more drive wheels of the vehicle.
  • the drive system 100 comprises an oil pump 105, which is set up to pump oil to different components of the internal combustion engine 102 in order to lubricate the components of the internal combustion engine 102.
  • 2 shows an exemplary oil circuit 200 of an internal combustion engine 100.
  • the oil pump 105 is set up, oil 205 from an oil pan 204 (which, for example, is arranged in the lower region of the crankshaft housing of the internal combustion engine 102) can) pump into the oil circuit 200.
  • Crankshaft bearings 203 can be designed as plain bearings. Oil 205 can also be in connecting rod bearings, pistons, bolts and / or
  • Cylinder heads 202 of the internal combustion engine 102 are pumped.
  • the oil 205 can then flow (possibly indirectly via an oil filter and / or an oil cooling 201) into the oil pan 204.
  • the oil 205 can be pumped through the oil filter and / or the oil cooling 201 before the oil 205 is led to the components 202, 203 of the internal combustion engine 102.
  • FIG. 2 shows an example of an oil circuit 200 based on the principle of
  • a control unit 101 of the drive system 100 may be configured to determine that the internal combustion engine 102 is to be stopped (e.g. as a result of an automatic engine stop command or a driver of the vehicle). In response, fueling to the engine 102 may be inhibited. As a result, the crankshaft 103 can run out freely, the speed of the crankshaft 103 being reduced relatively slowly due to the internal friction in the drive system 100 and in particular in the internal combustion engine 102. The progressive reduction of the speed during an engine stop is illustrated by the time profile 401 of the speed of the crankshaft 103 in FIG. 4.
  • the control unit 101 can also be set up to operate the oil pump 105 of the oil circuit 200 of the internal combustion engine 102 in order to bring about an additional deceleration or braking of the crankshaft 103.
  • the oil pump 105 can be operated in order to increase the pressure of the oil 205 in the oil circuit 200, in particular in one or more of the components 202, 203 of the internal combustion engine 103.
  • the increased oil pressure increases the friction on the lubricated components 202, 203 of the internal combustion engine 103, which leads to an additional deceleration or braking of the crankshaft 103.
  • the additional operation of the oil pump 105 acts as an additional load for the internal combustion engine 102. This applies in particular when using a hydro-mechanical oil pump 105 which is operated by the torque of the crankshaft 103 in order to pump oil 205 through the oil circuit 200.
  • the oil circuit 200 of an internal combustion engine 102 can thus be specifically included in the control and / or regulation of the engine outlet.
  • the oil pump 105 can be specifically switched on during an engine stop (in particular an engine stop of the automatic engine stop system).
  • the oil pressure during the engine stop period i.e. during engine shutdown.
  • the internal friction of the engine 102 can be increased.
  • the additional drive power for the oil pump 105 is typically applied by the internal combustion engine 102, which leads to an additional braking of the crankshaft 103.
  • Oil circuit 200 are raised. In this way, vibrations when the engine 102 is switched off can be reduced and the coasting time can be shortened.
  • FIG. 3 shows a flow chart of an exemplary method 300 for operating an oil circuit 200 of an internal combustion engine 102.
  • the method 300 can be carried out by a control unit 101 of the internal combustion engine 102.
  • the method 300 includes determining 301 that the engine 102 is stopped, and a crankshaft 103 of the engine 102 leaks or will leak due to the stop of the engine 102.
  • the internal combustion engine 102 can be idling while the crankshaft 103 is coasting down.
  • the crankshaft 103 can be decoupled from drive wheels of the vehicle that includes the internal combustion engine 103.
  • the method 300 includes operating 302 an oil pump 105 of the oil circuit 200 to at least temporarily during the
  • the oil pump 105 of the oil circuit 200 can thus be used to dampen vibrations during a runout of the crankshaft 103 and / or to accelerate the runout of the crankshaft 103.
  • the measures described can thus effect an (additional) braking of an internal combustion engine 102 in an efficient and precise manner.
  • regulatable or controllable interventions in the deceleration of the shaft 103 of the internal combustion engine 102 can be effected.
  • Stop vibrations of the engine 102 are reliably damped. In this way, vibration-reduced engine stops can be achieved with shorter downtimes. This is exemplified by the time profile 402 of the speed of the

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Abstract

Es wird ein Verfahren (300) zum Betrieb eines Ölkreislaufs (200) eines Verbrennungsmotors (102) beschrieben. Das Verfahren (300) umfasst das Bestimmen (301), dass der Verbrennungsmotor (102) gestoppt wird/und eine Kurbel welle (103) des Verbrennungsmotors (102) infolge des Stopps des Verbrennungsmotors (102) ausläuft oder auslaufen wird. Des Weiteren umfasst das Verfahren (300), in Reaktion darauf, das Betreiben (302) einer Ölpumpe (105) des Ölkreislaufs (200), um zumindest zeitweise während des Auslaufs der Kurbelwelle (103) ein Bremsmoment auf die Kurbelwelle (103) zu erhöhen.

Description

Verfahren und Steuereinheit zum Betrieb eines Ölkreislaufs eines
V erbrennungsmotors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zum Betrieb eines Ölkreislaufs eines Verbrennungsmotors, insbesondere zur
Schwingungsdämpfung und/oder Bremsung des Motorauslaufs des
Verbrennungsmotors während eines Motorstopps.
Ein Fahrzeug, insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug, weist heute meist einen Antriebs sträng mit einem Verbrennungsmotor auf. Der Verbrennungsmotor kann im Betrieb des Fahrzeugs wiederholt gestoppt werden, z.B. im Rahmen einer Motor-Stopp-Automatik, insbesondere um den Kraftstoffverbrauch des
Verbrennungsmotors zu reduzieren. In Reaktion auf einen Stopp des
Verbrennungsmotors läuft der Motor bis zum Stillstand der Kurbel welle des Motors aus. Während des Motorauslaufs kann es zu Schwingungen des
Verbrennungsmotors, insbesondere der Kurbelwelle, kommen. Des Weiteren kann der Motorauslauf einen relativ langen Zeitraum in Anspruch nehmen, wobei die Zeitdauer des erforderlichen Zeitraums für den Motorauslauf relativ stark variieren kann.
Der Motorauslauf kann zusätzlich zu der inneren Reibung des
Verbrennungsmotors durch Aktivierung eines Peripheriegerätes und/oder eines Getriebes des Fahrzeugs gebremst werden, um die Zeitdauer des Motorauslaufs zu verkürzen. Ein Peripheriegerät und/oder das Getriebe unterliegen jedoch typischerweise begrenzten Betriebsbedingungen und den jeweils beim
Motorauslauf vorliegenden Umgebungsbedingungen, und sind somit
typischerweise nur eingeschränkt für die Abbremsung des Motorauslaufs einsetzbar. Insbesondere sind typischerweise eine Steuerung und/oder Regelung der Abbremsung des Motorauslaufs nur eingeschränkt möglich.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine verbesserte Schwingungsdämpfung und/oder Abbremsung der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors während eines Motorauslaufs zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem
unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können. Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Ölkreislaufs eines Verbrennungsmotors beschrieben. Der Verbrennungsmotor kann z.B. einen Mehr- Zylinder (z.B. einen Vier-, Sechs- oder Acht-Zylinder) Motor, insbesondere einen Ottomotor oder Dieselmotor, umfassen. Dabei kann der Verbrennungsmotor eine Kurbel welle aufweisen, die bei Betrieb des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Der Ölkreislauf kann ein oder mehrere mit Öl zu schmierende Komponenten des Verbrennungsmotors umfassen. Beispielhafte zu schmierende Komponenten des Verbrennungsmotors sind: zumindest ein Kurbel wellenlager; zumindest ein Pleuellager; zumindest ein Zylinderkopf; zumindest ein Kolben; und/oder zumindest ein Bolzen.
Des Weiteren umfasst der Ölkreislauf eine Ölpumpe, die eingerichtet ist, Öl durch den Ölkreislauf zu pumpen. Insbesondere kann durch die Ölpumpe Öl an und/oder durch zu schierende Komponenten des Verbrennungsmotors gepumpt werden. Dabei kann durch den Betrieb der Ölpumpe der Öldruck in ein oder mehreren der zu schierenden Komponenten des Verbrennungsmotors erhöht werden. Eine Erhöhung des Öldrucks führt typischerweise zu einer erhöhten inneren Reibung an den ein oder mehreren zu schmierenden Komponenten des
Verbrennungsmotors. Alternativ oder ergänzend kann durch den Betrieb der Ölpumpe das Schleppmoment für den Verbrennungsmotor erhöht werden.
Das Verfahren umfasst das Bestimmen, dass der Verbrennungsmotor gestoppt wird, und dass die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors infolge des Stopps des Verbrennungsmotors (frei) ausläuft oder auslaufen wird. Dabei kann der Auslauf der Kurbelwelle derart erfolgen, dass die Kurbelwelle von dem Antriebsstrang des Fahrzeugs, in dem sich der Verbrennungsmotor befindet, entkoppelt ist.
Beispielsweise kann zum Bestimmen, dass ein Motorstopp des
Verbrennungsmotors erfolgt, erkannt werden, dass der Verbrennungsmotor durch eine Motor-Stopp-Automatik (z.B. an einer Ampel oder beim sogenannten Segeln) gestoppt wird. Alternativ oder ergänzend kann erkannt werden, dass ein Fahrer des Fahrzeugs einen Motorstopp verursacht hat (z.B. durch Betätigung eines Motorstopp-Schalters bzw. Tasters).
Außerdem umfasst das Verfahren, in Reaktion auf das Bestimmen, dass ein Motorstopp erfolgt, das Betreiben der Ölpumpe des Ölkreislaufs, um zumindest zeitweise (oder durchgängig) während des Auslaufs der Kurbelwelle ein Brems- und/oder ein Verzögerungsmoment auf die Kurbel welle zu erhöhen. Mit anderen Worten, die Ölpumpe des Ölkreislaufs kann betrieben werden, um die
Kurbelwelle abzubremsen.
Dabei kann die Ölpumpe des Ölkreislaufs derart betrieben werden, dass ein Maß an Schwingungen der Kurbelwelle und/oder des Verbrennungsmotors während des Auslaufs der Kurbelwelle im Vergleich zu einem Auslauf der Kurbelwelle ohne Betrieb der Ölpumpe reduziert wird. Alternativ oder ergänzend kann die Ölpumpe des Ölkreislaufs derart betrieben werden, dass eine Zeitdauer des Auslaufs der Kurbelwelle im Vergleich zu einem Auslauf der Kurbelwelle ohne Betrieb der Ölpumpe reduziert wird.
Der Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors kann somit in effizienter und flexibler Weise dazu genutzt werden, Schwingungen bei einem Motorauslauf zu dämpfen und/oder die Zeitdauer des Motorauslaufs zu reduzieren.
Insbesondere kann die Ölpumpe betrieben werden, um den Druck des Öls in dem Ölkreislauf, z.B. den Druck des Öls in ein oder mehreren mit dem Öl
geschmierten Komponenten des Verbrennungsmotors, zu erhöhen. So kann die innere Reibung des Verbrennungsmotors erhöht werden, um Schwingungen zu dämpfen und/oder um den Motorauslauf zu beschleunigen.
Die Ölpumpe kann eingerichtet sein, die Pumpleistung an Öl über der Zeit zu verändern. Die Pumpleistung der Ölpumpe kann dann während des Auslaufs der Kurbelwelle gesteuert und/oder geregelt werden. Insbesondere kann die Pumpleistung während des Zeitraums des Auslaufs der Kurbelwelle (ggf.
mehrfach und/oder kontinuierlich) verändert werden. Der Zeitraum des Auslaufs der Kurbelwelle kann sich dabei von einem Anfangszeitpunkt bis zu einem Endzeitpunkt erstrecken, wobei die Kurbelwelle an dem Anfangszeitpunkt eine Anfangsdrehzahl (z.B. eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors) aufweist und wobei die Kurbelwelle an dem Endzeitpunkt eine Enddrehzahl (z.B. die Drehzahl Null) aufweist. Bevorzugt wird das beschriebene Verfahren für Motorstopps durchgeführt, die bis zum Stillstand der Kurbelwelle durchgeführt werden. Das beschriebene Verfahren kann aber auch vorteilhaft für Motorstopps durchgeführt werden, bei denen die Kurbelwelle bei Motorneustart eine
Enddrehzahl aufweist, die größer als Null ist.
Zur Anpassung der Pumpleistung der Ölpumpe kann im Rahmen des Verfahrens Schwingungs-Information in Bezug auf Schwingungen des Verbrennungsmotors während des Auslaufs der Kurbelwelle ermittelt werden. Die Schwingungs- Information kann z.B. mittels eines Drehzahlsensors und/oder mittels eines Schwingungs- bzw. Beschleunigungssensors ermittelt werden.
Die Pumpleistung der Ölpumpe während des Auslaufs der Kurbelwelle kann dann in Abhängigkeit von der Schwingungs-Information gesteuert und/oder geregelt werden, insbesondere um eine Amplitude und/oder ein Ausmaß der
Schwingungen des Verbrennungsmotors zu reduzieren. Durch eine Veränderung der Pumpleistung während des Auslaufs der Kurbelwelle kann somit die
Dämpfung von Schwingungen weiter verbessert werden.
Die Ölpumpe kann hydro-mechanisch mit der Kurbelwelle gekoppelt sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Ölpumpe durch ein von der Kurbelwelle während des Auslaufs der Kurbelwelle bewirktes Drehmoment betrieben werden. So kann in besonders effektiver Weise durch den Betrieb der Ölpumpe des Ölkreislaufs des Verbrennungsmotors ein zusätzliches Brems- und/oder
Verzögerungsmoment auf die Kurbel welle bewirkt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit zum Betrieb eines Ölkreislaufs eines Verbrennungsmotors beschrieben. Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu bestimmen, dass der Verbrennungsmotor gestoppt wird, und eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors infolge des Stopps des
Verbrennungsmotors ausläuft oder auslaufen wird. Des Weiteren ist die
Steuereinheit eingerichtet, in Reaktion darauf, eine Ölpumpe des Ölkreislaufs zu betreiben, um zumindest zeitweise während des Auslaufs der Kurbelwelle ein Bremsmoment auf die Kurbelwelle zu erhöhen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug, insbesondere ein
Straßenkraftfahrzeug (etwa ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben. Das Fahrzeug umfasst einen
Verbrennungsmotor, der eingerichtet ist, das Fahrzeug anzutreiben. Außerdem umfasst das Fahrzeug einen Ölkreislauf mit einer Ölpumpe, wobei der Ölkreislauf eingerichtet ist, Öl zu zu schmierenden Komponenten des Verbrennungsmotors zu führen. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem
Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur 1 ein beispielhaftes Antriebssystem für ein Fahrzeug;
Figur 2 einen beispielhaften Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors;
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Beeinflussung des Motorauslaufs eines Verbrennungsmotors; und
Figur 4 beispielhafte zeitliche Verläufe der Motordrehzahl während eines
Motorauslaufs.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Steuerung und/oder Regelung des Motorauslaufs eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs (z.B. im Rahmen einer Motor-Stopp-Automatik). In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Antriebssystems 100 eines Fahrzeugs. Das Antriebssystem 100 umfasst einen Verbrennungsmotor 102 (z.B. einen Ottomotor oder einen Dieselmotor), der eingerichtet ist, eine Kurbel welle 103 des Verbrennungsmotors 102 anzutreiben. Die Kurbelwelle 103 kann (z.B. über ein Getriebe) mit ein oder mehreren Antriebsrädern des Fahrzeugs gekoppelt sein.
Des Weiteren umfasst das Antriebssystem 100 eine Ölpumpe 105, die eingerichtet ist, Öl zu unterschiedlichen Komponenten des Verbrennungsmotors 102 zu pumpen, um die Komponenten des Verbrennungsmotors 102 zu schmieren. Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Ölkreislauf 200 eines Verbrennungsmotors 100. Die Ölpumpe 105 ist eingerichtet, Öl 205 aus einer Ölwanne 204 (die z.B. im unteren Bereich des Kurbelwellengehäuses des Verbrennungsmotors 102 angeordnet sein kann) in den Ölkreislauf 200 zu pumpen. Insbesondere kann Öl 205 in
Kurbel wellenlager 203 der Kurbel welle 103 gepumpt werden, wobei die
Kurbelwellenlager 203 als Gleitlager ausgebildet sein können. Des Weiteren kann Öl 205 in Pleuellager, zu den Kolben, zu den Bolzen und/oder zu den
Zylinderköpfen 202 des Verbrennungsmotors 102 gepumpt werden. Das Öl 205 kann dann (ggf. indirekt über ein Ölfilter und/oder eine Ölkühlung 201) in die Ölwanne 204 fließen. Alternativ oder ergänzend kann das Öl 205 durch das Ölfilter und/oder die Ölkühlung 201 gepumpt werden, bevor das Öl 205 zu den Komponenten 202, 203 des Verbrennungsmotors 102 geführt wird.
Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Ölkreislauf 200 nach dem Prinzip der
Druckumlaufschmierung. Es sei darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Maßnahmen auch für andere Typen von Ölkreisläufen 200 anwendbar sind, insbesondere bei einem Trockensumpfschmierungssystem, bei dem das Öl 205 nicht aus der Ölwanne 204 sondern aus einem separaten Ölbehältnis gepumpt wird.
Eine Steuereinheit 101 des Antriebssystems 100 kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass der Verbrennungsmotor 102 gestoppt werden soll (z.B. infolge eines Befehls einer Motor-Stopp-Automatik oder eines Fahrers des Fahrzeugs). In Reaktion darauf kann eine Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 102 unterbunden werden. Als Folge daraus, kann die Kurbelwelle 103 frei auslaufen, wobei sich die Drehzahl der Kurbel welle 103 aufgrund der internen Reibung in dem Antriebssystem 100 und insbesondere in dem Verbrennungsmotor 102 relativ langsam reduziert. Die progressive Reduktion der Drehzahl während eines Motorauslaufs ist durch den zeitlichen Verlauf 401 der Drehzahl der Kurbelwelle 103 in Fig. 4 veranschaulicht.
Die Steuereinheit 101 kann ferner eingerichtet sein, die Ölpumpe 105 des Ölkreislaufs 200 des Verbrennungsmotors 102 zu betreiben, um eine zusätzliche Verzögerung bzw. Bremsung der Kurbelwelle 103 zu bewirken. Insbesondere kann die Ölpumpe 105 betrieben werden, um den Druck des Öls 205 in dem Ölkreislauf 200, insbesondere in ein oder mehreren der Komponenten 202, 203 des Verbrennungsmotors 103, zu erhöhen. Durch den erhöhten Öldruck steigt die Reibung an den geschmierten Komponenten 202, 203 des Verbrennungsmotors 103, was zu einer zusätzlichen Verzögerung bzw. Bremsung der Kurbelwelle 103 führt.
Des Weiteren wirkt der zusätzliche Betrieb der Ölpumpe 105 als zusätzliche Last für den Verbrennungsmotor 102. Dies gilt insbesondere bei Verwendung einer hydro-mechanischen Ölpumpe 105, die durch das Drehmoment der Kurbel welle 103 betrieben wird, um Öl 205 durch den Ölkreislauf 200 zu pumpen.
Es kann somit der Ölkreislauf 200 eines Verbrennungsmotors 102 gezielt in die Steuerung und/oder Regelung des Motorauslaufs einbezogen werden.
Insbesondere kann ein gezieltes Zuschalten der Ölpumpe 105 während eines Motorstopps (insbesondere eines Motorstopps der Motor-Stopp-Automatik) erfolgen. So kann der Öldruck während des Zeitraumes des Motorstopps, d.h. während des Motorauslaufs, erhöht werden. Als Folge daraus kann die innere Reibung des Verbrennungsmotors 102 erhöht werden. Des Weiteren wird die zusätzliche Antriebsleistung für die Ölpumpe 105 typischerweise durch den Verbrennungsmotor 102 aufgebracht, was zu einer zusätzlichen Abbremsung der Kurbel welle 103 führt. Durch das Anheben des Druckniveaus der Ölpumpe 105 bei einem Motorstopp kann somit einerseits das Schleppmoment der Ölpumpe 105 erhöht, und andererseits der Öldruck in weitreichenden Teilen des
Ölkreislaufs 200 angehoben werden. So können Schwingungen beim Abstellen des Motors 102 verringert und die Auslaufzeit verkürzt werden.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum Betrieb eines Ölkreislaufs 200 eines Verbrennungsmotors 102. Das Verfahren 300 kann durch eine Steuereinheit 101 des Verbrennungsmotors 102 ausgeführt werden.
Das Verfahren 300 umfasst das Bestimmen 301, dass der Verbrennungsmotor 102 gestoppt wird, und eine Kurbelwelle 103 des Verbrennungsmotors 102 infolge des Stopps des Verbrennungsmotors 102 ausläuft oder auslaufen wird. Dabei kann sich der Verbrennungsmotor 102 während des Auslaufs der Kurbelwelle 103 im Leerlauf befinden. Insbesondere kann die Kurbelwelle 103 von Antriebsrädern des Fahrzeugs, das den Verbrennungsmotor 103 umfasst, entkoppelt sein.
Des Weiteren umfasst das Verfahren 300, in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass der Verbrennungsmotor 102 gestoppt wird, das Betreiben 302 einer Ölpumpe 105 des Ölkreislaufs 200, um zumindest zeitweise während des
Auslaufs der Kurbelwelle 103 ein Brems- bzw. Verzögerungsmoment auf die Kurbelwelle 103 zu erhöhen. Die Ölpumpe 105 des Ölkreislaufs 200 kann somit dazu verwendet werden, Schwingungen während eines Auslaufs der Kurbelwelle 103 zu dämpfen und/oder den Auslauf der Kurbel welle 103 zu beschleunigen.
Durch die beschriebenen Maßnahmen kann somit in effizienter und präziser Weise ein (zusätzliches) Abbremsen eines Verbrennungsmotors 102 bewirkt werden. Bei Verwendung einer regelbaren Ölpumpe 105 können regel- bzw. steuerbare Eingriffe in die Verzögerung der Welle 103 des Verbrennungsmotors 102 bewirkt werden. Des Weiteren können durch eine direkte hydro-mechanische Verbindung zwischen Verbrennungsmotor 102 und Ölkreislauf 200
Abstellschwingungen des Motors 102 zuverlässig gedämpft werden. So können schwingungsreduzierte Motorstopps mit verkürzten Abstellzeiten bewirkt werden. Dies ist beispielhaft durch den zeitlichen Verlauf 402 der Drehzahl der
Kurbelwelle 103 eines Verbrennungsmotors 102 in Fig. 4 dargestellt.
Insbesondere ist aus Fig. 4 zu entnehmen, dass durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen, der Motorauslauf eines Verbrennungsmotors 102 zuverlässig beschleunigt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Ansprüche
1) Verfahren (300) zum Betrieb eines Ölkreislaufs (200) eines
Verbrennungsmotors (102); wobei das Verfahren (300) umfasst,
- Bestimmen (301), dass der Verbrennungsmotor (102) gestoppt wird, und eine Kurbelwelle (103) des Verbrennungsmotors (102) infolge des Stopps des Verbrennungsmotors (102) ausläuft oder auslaufen wird; und
- in Reaktion darauf, Betreiben (302) einer Ölpumpe (105) des
Ölkreislaufs (200), um zumindest zeitweise während des Auslaufs der Kurbelwelle (103) ein Bremsmoment auf die Kurbelwelle (103) zu erhöhen.
2) Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei die Ölpumpe (105) betrieben wird, um einen Druck von Öl (205) in dem Ölkreislauf (200), insbesondere in ein oder mehreren mit dem Öl (205) geschmierten Komponenten (202, 203) des Verbrennungsmotors (102), zu erhöhen.
3) Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Ölpumpe (105) eingerichtet ist, eine Pumpleistung an Öl (205) zu verändern; und
- das Verfahren (300) umfasst, Steuern und/oder Regeln der
Pumpleistung der Ölpumpe (105) während des Auslaufs der Kurbelwelle (103).
4) Verfahren (300) gemäß Anspruch 3, wobei
- das Verfahren (300) umfasst, Ermitteln von Schwingungs-Information in Bezug auf Schwingungen des Verbrennungsmotors (102) während des Auslaufs der Kurbelwelle (103); und
- die Pumpleistung der Ölpumpe während des Auslaufs der Kurbelwelle (103) in Abhängigkeit von der Schwingungs-Information gesteuert und/oder geregelt wird, insbesondere um eine Amplitude und/oder ein Ausmaß der Schwingungen des Verbrennungsmotors (102) zu reduzieren.
5) Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Ölpumpe (105) hydro-mechanisch mit der Kurbelwelle (103) gekoppelt ist; und/oder
- die Ölpumpe (105) durch ein von der Kurbelwelle (103) während des Auslaufs der Kurbelwelle (103) bewirktes Drehmoment betrieben wird.
6) Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ölpumpe (105) des Ölkreislaufs (200) derart betrieben wird, dass
- ein Maß an Schwingungen der Kurbelwelle (103) und/oder des
Verbrennungsmotors (102) während des Auslaufs der Kurbel welle (103) im Vergleich zu einem Auslauf der Kurbelwelle (103) ohne Betrieb der Ölpumpe (105) reduziert wird; und/oder
- eine Zeitdauer des Auslaufs der Kurbelwelle (103) im Vergleich zu einem Auslauf der Kurbelwelle (103) ohne Betrieb der Ölpumpe (105) reduziert wird.
7) Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- der Ölkreislauf (200) ein oder mehrere mit Öl (205) zu schmierende Komponenten (202, 203) des Verbrennungsmotors (102) umfasst;
- die zu schmierenden Komponenten (202, 203) des
Verbrennungsmotors (102) insbesondere umfassen:
- zumindest ein Kurbelwellenlager (203);
- zumindest ein Pleuellager;
- zumindest einen Zylinderkopf;
- zumindest einen Kolben; und/oder - zumindest einen Bolzen; und
- die Ölpumpe (105) eingerichtet ist, Öl (205) durch den Ölkreislauf (200) zu pumpen. 8) Steuereinheit (101) zum Betrieb eines Ölkreislaufs (200) eines
Verbrennungsmotors (102); wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist,
- zu bestimmen, dass der Verbrennungsmotor (102) gestoppt wird, und eine Kurbelwelle (103) des Verbrennungsmotors (102) infolge des Stopps des Verbrennungsmotors (102) ausläuft oder auslaufen wird; und
- in Reaktion darauf, eine Ölpumpe (105) des Ölkreislaufs (200) zu betreiben, um zumindest zeitweise während des Auslaufs der Kurbelwelle (103) ein Bremsmoment auf die Kurbelwelle (103) zu erhöhen.
9) Fahrzeug, insbesondere ein Straßenkraftfahrzeugs, das umfasst,
- einen Verbrennungsmotor (102), der eingerichtet ist, das Fahrzeug anzutreiben;
- einen Ölkreislauf (200) mit einer Ölpumpe (105), wobei der
Ölkreislauf (200) eingerichtet ist, Öl (205) zu zu schmierenden
Komponenten (202, 203) des Verbrennungsmotors (102) zu führen; und
- eine Steuereinheit (101) gemäß Anspruch 8.
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