WO2020114735A1 - Verfahren zum starten eines verbrennungsmotors, insbesondere eines kraftfahrzeugs, sowie verbrennungsmotor für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum starten eines verbrennungsmotors, insbesondere eines kraftfahrzeugs, sowie verbrennungsmotor für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2020114735A1
WO2020114735A1 PCT/EP2019/081089 EP2019081089W WO2020114735A1 WO 2020114735 A1 WO2020114735 A1 WO 2020114735A1 EP 2019081089 W EP2019081089 W EP 2019081089W WO 2020114735 A1 WO2020114735 A1 WO 2020114735A1
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WO
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combustion engine
internal combustion
output shaft
combustion chamber
gas exchange
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PCT/EP2019/081089
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Michael Etzel
Michael Friedrich
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F02D13/08—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing for rendering engine inoperative or idling
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    • B60K6/48—Parallel type
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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
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    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
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    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/192—Mitigating problems related to power-up or power-down of the driveline, e.g. start-up of a cold engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/20—Reducing vibrations in the driveline
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/10—Interpretation of driver requests or demands
    • 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
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • 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
    • F02D13/06—Cutting-out cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0005—Controlling intake air during deceleration
    • 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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/0006—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W30/18—Propelling the vehicle
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    • B60W30/18072—Coasting
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    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109—Braking
    • B60W30/18127—Regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F02D2041/0012—Controlling intake air for engines with variable valve actuation with selective deactivation of cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/50—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/503—Battery correction, i.e. corrections as a function of the state of the battery, its output or its type
    • 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
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • 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
    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20—Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2002—Control related aspects of engine starting characterised by the control method using different starting modes, methods, or actuators depending on circumstances, e.g. engine temperature or component wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
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    • F16H2057/0012—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings for reducing drive line oscillations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for starting an internal combustion engine
  • the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle.
  • DE 197 36 137 C1 discloses a method for starting an internal combustion engine equipped with electromagnetically controllable intake and exhaust valves.
  • a valve train of an internal combustion engine is known from DE 10 2015 208 840 A1.
  • a method for starting an internal combustion engine in a vehicle is known from DE 10 2014 213 034 A1.
  • DE 10 2012 219 466 A1 also discloses a method for detecting stable combustion of a trailed internal combustion engine and having a self-running limit.
  • the object of the present invention is to provide a method and an internal combustion engine so that the internal combustion engine can be started particularly conveniently and quickly.
  • a first aspect of the invention relates to a method for starting an initially deactivated and thus switched off internal combustion engine, in particular a motor vehicle.
  • the internal combustion engine is also referred to as an internal combustion engine and is designed, for example, as a reciprocating piston engine.
  • the internal combustion engine has a self-running limit, which is explained in more detail below.
  • the internal combustion engine has at least one combustion chamber and a plurality of gas exchange valves assigned to the combustion chamber.
  • a gas exchange of the combustion chamber can be controlled by gas exchange valves.
  • Gas exchange valves are designed, for example, as so-called intake valves, via which at least air can be introduced into the combustion chamber, in particular from an intake tract of the internal combustion engine.
  • At least or exactly one of the gas exchange valves or at least or exactly two more of the gas exchange valves are designed, for example, as exhaust valves, via which exhaust gas can be discharged from the combustion chamber and, for example, introduced into an exhaust tract of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine also has one
  • crankshaft output shaft for example designed as a crankshaft output shaft, via which the
  • Internal combustion engine torques in particular for driving the motor vehicle, can provide.
  • the output shaft is driven by an electric machine to start the initially deactivated internal combustion engine and is thereby rotated about an axis of rotation, in particular while it is running in the combustion chamber
  • the invention provides that at least during part of the start-up of the internal combustion engine all the gas exchange valves assigned to the at least one combustion chamber are kept closed or remain closed for as long, in particular completely, and preferably no combustion occurring in the combustion chamber until the output shaft has a rotational speed which is greater than or greater than that due to the drive of the output shaft caused by the electrical machine is equal to the self-running limit, whereupon at least one of the gas exchange valves is opened and firing of the at least one combustion chamber is started.
  • At least one time period is provided which extends over the entire start or only over part of the start, during which all gas exchange valves associated with the at least one combustion chamber are kept closed or closed for so long, in particular completely stay, and preferably Burns occurring in the combustion chamber do not occur until the
  • Output shaft due to the driving of the output shaft caused by the electrical machine has a speed which is greater than or equal to the self-running limit, whereupon at least one of the gas exchange valves is opened and firing of the at least one combustion chamber is started.
  • the self-running limit is, for example, or corresponds to a limit speed above which the internal combustion engine runs independently, that is to say that it can drive the output shaft by means of combustion processes taking place in the combustion chamber, without this requiring the output shaft to be driven by the electrical machine.
  • a so-called self-running of the internal combustion engine can be carried out from the self-running limit, that is, from the self-running speed, below which
  • Self-running is to be understood that during the self-running, the output shaft is driven by combustion processes taking place in the at least one combustion chamber, without the output shaft being driven by the electrical machine. Below the self-running limit or below the self-running speed, that is, if or as long as the speed of the output shaft is less than the self-running limit and thus less than the self-running speed, the self-running of the internal combustion engine is not possible.
  • the speed to which the output shaft is brought, ie driven, in the context of the method according to the invention corresponds at least to the self-running limit or is greater or greater than the self-running limit.
  • Starting the internal combustion engine is also referred to as starting the internal combustion engine, the internal combustion engine being converted from a deactivated or switched-off state to the activated state by starting or starting.
  • the switched-off state there are no combustion processes taking place in the combustion chamber, and during the switched-off state the output shaft stands still, so that the output shaft is not rotated about the axis of rotation.
  • the internal combustion engine is transferred from the deactivated state to the activated state and thus to a fired operation during which in the at least one combustion chamber or in the
  • Internal combustion engine complete combustion processes for driving the output shaft. By starting the internal combustion engine, its self-running is set or activated so that the internal combustion engine after starting
  • the internal combustion engine has, for example, a valve train for actuating the
  • valve train is designed, for example, as a variable, in particular as a fully variable, valve train and / or the valve train is designed, for example, as a switchable valve train, so that, for example, a respective stroke of the respective gas exchange valve can be set.
  • valve train is designed to:
  • Self-running limit has higher or higher speed.
  • the background to the invention is that a conventional internal combustion engine is usually started, that is to say started, using a 12 volt starting system.
  • the starting system has an electrical voltage of 12 volts.
  • the starting system has, for example, an electric motor with an electrical voltage, in particular electrical operating voltage, of 12 volts, the conventional internal combustion engine being started by means of the electric motor.
  • the starting system or the electric motor, which is conventionally used usually has a very limited output of less than four kilowatts.
  • the gas exchange valves assigned to the combustion chamber are actuated by the valve drive and thus opened while the internal combustion engine is started, that is to say while the output shaft is accelerated by means of the starting system.
  • Dual mass transducer bases often go through a resonance. This traditionally leads to impaired comfort and to increased demands on the design of the vibration damping system.
  • the compression work to be performed to start the internal combustion engine in particular by the electric machine, can be kept particularly low or reduced in comparison to conventional methods, since when starting or during starting, that is to say at least during part of starting the Internal combustion engine all gas exchange valves associated with the at least one combustion chamber or the valve train remain or remain closed.
  • This significantly reduced compression work and the fact that combustion starts in the at least one combustion chamber only above the fired self-running speed means that the internal combustion engine can be started particularly conveniently and quickly. Functions that start the internal combustion engine are thus favored in their execution and improved in terms of comfort and implementation.
  • the internal combustion engine or the at least one combustion chamber is fired when the self-running limit is reached. It can be provided that the internal combustion engine or the at least one combustion chamber is fired when the self-running limit is reached. It can be provided that the internal combustion engine or the at least one combustion chamber is fired when the self-running limit is reached. It can be provided that the internal combustion engine or the at least one combustion chamber is fired when the self-running limit is reached. It can be provided that the internal combustion engine or the at least one combustion chamber is fired when the self-running limit is reached.
  • the gas exchange valves do not must necessarily be closed so that the valves can be opened in this state.
  • the gas exchange valves for starting or starting the internal combustion engine are, or always are, closed.
  • the Gas exchange valves do not necessarily have to be closed before or during starting, but the valves opened, for example, at a speed of 0 remain initially open when starting, in particular for a defined or predetermined or predeterminable number of revolutions of the output shaft, whereupon the or all gas exchange valves are closed and then be kept closed.
  • the gas exchange valves simply referred to as valves, can remain open for a while from speed 0, in particular for a defined number of crankshaft rotations.
  • Gas exchange valves remain closed or are kept closed, for example, is also referred to as the target speed, from which the at least one gas exchange valve is opened and the firing of the at least one combustion chamber is started.
  • the output shaft has, for example, a speed of 0, that is to say the output shaft stands still at the start of starting.
  • the or all of the at least one combustion chamber can be assigned
  • the part during which all corresponds to the at least one combustion chamber corresponds
  • Gas exchange valves are kept closed, a period of time which extends continuously from the start of starting, that is to say without interruption, to a point in time, also referred to as the target point in time, at which the output shaft
  • Target speed has or reached.
  • Combustion chamber associated gas exchange valves is open at the beginning of the start and from the start of the start during a first part of the start, in particular without interruption, remains open or is kept open or is opened several times, during one of the first part of the start subsequent second part of starting all or the gas exchange valves assigned to the at least one combustion chamber, in particular
  • the first part extends, for example, over a, in particular predeterminable or predetermined, number of strokes, also referred to as piston strokes, which are carried out or carried out by a piston of the internal combustion engine which is arranged in the at least one combustion chamber so as to be translationally movable during the first part.
  • the first part can extend over a number of rotations or revolutions that are carried out or carried out by the output shaft during the first part.
  • the at least one combustion chamber is not fired during the start or at least during the part of the start, while all the gas exchange valves associated with the at least one combustion chamber are kept closed. This ensures a particularly comfortable and quick start of the internal combustion engine.
  • an electric machine is used as the electric machine, which one,
  • an electric machine is used as the electric machine, the rotor of which is arranged coaxially to the output shaft.
  • the output shaft is driven by the electrical machine via a traction means, in particular via a belt or a chain.
  • the electrical machine is driven by the electrical machine via a traction means, in particular via a belt or a chain.
  • the output shaft is driven by the electrical machine via at least one gear stage.
  • the output shaft and the electrical machine are arranged axially parallel to one another, so that the axis of rotation of the output shaft and a machine axis of rotation, about which the rotor can be rotated relative to a stator of the electrical machine, do not coincide but are spaced apart and run parallel to each other.
  • Embodiment of the invention provides that, in particular based on a torque flow running from the electrical machine to the internal combustion engine or to the output shaft or vice versa, between the electrical machine, in particular its rotor, and the internal combustion engine, in particular its
  • the vibration damping system is for damping rotation
  • Vibration damping system can for example be designed as a torsional vibration damper.
  • the internal combustion engine has a plurality of combustion chambers, the aforementioned, at least one combustion chamber being one of the plurality of combustion chambers. There are several in each combustion chamber
  • a second aspect of the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the internal combustion engine according to the second aspect of the invention is designed to carry out a method according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
  • Internal combustion engine for a motor vehicle the internal combustion engine according to the invention being operated according to a method according to the invention
  • Fig. 2 is a partial schematic sectional view of the
  • Fig. 1 shows a schematic representation also as
  • Internal combustion engine designated and designed, for example, as a reciprocating piston engine 1 of a motor vehicle designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car. This means that
  • the internal combustion engine 1 has, for example, a crankcase, in particular a cylinder crankcase
  • Housing element 2 which is also referred to as an engine block or cylinder block.
  • the housing element 2 and thus the internal combustion engine 1 as a whole has a plurality of cylinders 3 which at least partially delimit respective combustion chambers 4 of the internal combustion engine 1.
  • the respective cylinder 3 is delimited by a respective cylinder wall 5.
  • a respective piston 6 of the internal combustion engine 1 is also received so as to be translationally movable, so that the respective piston 6 can be moved back and forth in a translatory manner relative to the housing element 2 and thus relative to the cylinder 3 or relative to the cylinder wall 5.
  • the respective piston 6 is articulated via a respective connecting rod 7 to an output shaft 8 (FIG.
  • the internal combustion engine 1 which is preferably designed as a crankshaft, as a result of which the translatory movements of the respective piston 6 in the respective cylinder 3 are converted into a rotary movement of the output shaft 8 can be.
  • the output shaft 8 is relative to the axis of rotation 9
  • Housing element 2 rotatable.
  • the internal combustion engine 1 can provide torques for driving the motor vehicle via the output shaft 8.
  • the combustion chamber 4 is partially delimited by the piston 6.
  • the combustion chamber 4 is delimited, for example, by a combustion chamber roof 10, which is formed, for example, by a further housing element of the internal combustion engine 1.
  • the further housing element and the housing element 2 are, for example, formed separately from one another and connected to one another.
  • the second housing element is, for example, a cylinder head.
  • a plurality of gas exchange valves 11 and 12 are assigned to the respective combustion chamber 4.
  • at least or exactly four gas exchange valves 11 and 12 are assigned to the respective combustion chamber 4.
  • the respective gas exchange valve 11 is, for example, a respective inlet valve, via which at least air can be introduced into the combustion chamber 4.
  • Gas exchange valve 12 is designed, for example, as an outlet valve, via which, for example, exhaust gas can be removed from the respective combustion chamber 4.
  • the respective gas exchange valve 11 or 12 is relative to the housing element 2 and / or relative to the further housing element between a respective one
  • the respective gas exchange valve 11 is assigned a first channel 13 through which the air can flow, with the respective gas exchange valve 12 being assigned a respective second channel 14 through which the exhaust gas can flow.
  • Channel 13 is also called
  • Inlet channel referred to, wherein the channel 14 is also referred to as an outlet channel.
  • the respective gas exchange valve 11 blocks in the respective closed position
  • the respective channel 13 or 14 is completely blocked in the respective closed position of the respective gas exchange valve 11 or 12.
  • the respective gas exchange valve 11 or 12 releases the respective channel 13 or 14, so that air can then flow into the combustion chamber 4 via the channel 13 or exhaust gas from the combustion chamber 4 via the channel 14.
  • the internal combustion engine 1 can have a valve train (not shown in more detail in the figures) by means of which the gas exchange valves 11 and 12 can be actuated and can thus be moved, for example, from the respective closed position into the respective open position.
  • the valve train is designed, for example, as a variable and / or switchable valve train and can, for example, be brought into or closed in a closed state in which, for example, all gas exchange valves assigned to the combustion chambers 4 remain closed and the closed gas exchange valves are not opened while the output shaft 8 is around the Axis of rotation 9 rotates relative to the housing element 2.
  • an electrical machine 15 is provided, by means of which the initially deactivated and thus switched off
  • Internal combustion engine internal combustion engine 1 started, that is, started and can thus be transferred from a deactivated state to an activated, fired state.
  • the internal combustion engine 1 has a self-running limit, which corresponds, for example, to a so-called self-running speed.
  • the self-running limit or the self-running speed is characterized, for example, by the fact that the
  • Internal combustion engine 1 then, for example, only run stably independently and for this purpose can drive the output shaft 8 by combustion occurring in the combustion chambers 4, without the output shaft 8 being driven by the electrical machine 15 if the output shaft 8 has a speed that is at least the self-running speed corresponds and is therefore greater than or equal to the self-running speed. It is not possible for the internal combustion engine 1 to run below the self-running speed.
  • the output shaft 8 is driven by the electrical machine 15, in particular starting from a standstill of the output shaft 8 and thereby accelerated and rotated about the axis of rotation 9 relative to the housing element 2, in particular while it is running in the combustion chamber 4 There are no burns.
  • Driving the output shaft 8 has a speed which is greater than or equal to the self-running limit or self-running speed, whereupon then and
  • the electrical machine 15 has an, in particular mechanical, output of more than four kilowatts, so that a particularly comfortable start of the internal combustion engine 1 can be ensured.
  • the electrical machine 15 has a stator 16 and a rotor 17 which can be driven by the stator 16 and can therefore be rotated about a machine axis of rotation 18 relative to the stator 16.
  • the electrical machine 15, in particular its rotor 17, is arranged coaxially to the output shaft 8, so that the axis of rotation 9 and the
  • the electrical machine 15 is thus preferably designed as a crankshaft starter generator, the rotor 17 preferably being connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 8.
  • the rotor 17 can be arranged on the output shaft 8. This can cause excessive
  • Internal combustion engine 1 can be started particularly comfortably.
  • the internal combustion engine 1 is started with the valve train closed.
  • the valve train is kept in the closed state, in particular until the speed of the output shaft 8 is greater than the self-running limit.
  • the electrical machine is in a starting system, which the internal combustion engine 1 or
  • Internal combustion engine 1 is brought into its self-running.
  • Internal combustion engine 1 can be avoided. As a result, the internal combustion engine 1 can be started particularly comfortably. In addition, the internal combustion engine 1 can be started particularly quickly, that is to say in a short time.
  • the acoustic comfort for example during operation, in particular during fired operation, the
  • Enabling the internal combustion engine 1 can, for example, optionally have at least one between the electrical machine 15 and the internal combustion engine 1
  • Vibration damping system 19 may be arranged. This is to be understood in particular to mean that, based on a torque flow from the electrical machine 15, in particular from the rotor 17, to the internal combustion engine 1, in particular to the output shaft 8, the vibration damping system 19 is arranged, by means of which vibrations, in particular torsional or torsional vibrations, the output shaft 8 can be damped.
  • the vibration damping system 19 is, for example, as a vibration damper or rotary or
  • Torsional vibration damper designed.
  • a different arrangement of the vibration damping system 19 is possible than the arrangement of the vibration damping system 19 shown in FIG. 1.
  • wheels of the motor vehicle can be driven by the output shaft 8 and thus by the internal combustion engine 1, as a result of which the motor vehicle can be driven. Relative to a torque flow from the
  • the vibration damping system 19 is arranged, for example, in the torque flow and thereby between the internal combustion engine 1 and the electrical machine 15, so that the vibration damping system 19 is arranged downstream of at least part of the output shaft 8 and upstream of the electrical machine 15.
  • the electrical machine 15 is arranged in the torque flow and thereby, for example, between the internal combustion engine 1 and the wheels and thus downstream of at least the part of the output shaft 8 and upstream of the wheels.
  • the vibration damping system 19 based on the torque flow in the
  • a gear is arranged via which the wheels can be driven by the output shaft 8 and preferably by the electrical machine 15.
  • the vibration damping system 19 is arranged downstream of the electrical machine 15 and upstream of the transmission. In this way, a particularly comfortable operation, in particular a particularly comfortable ride, of the motor vehicle can be implemented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines eine Selbstlaufgrenze, wenigstens einen Brennraum, dem Brennraum zugeordnete Gaswechselventile und eine Abtriebswelle aufweisenden Verbrennungsmotors, bei welchem zum Starten des Verbrennungsmotors die Abtriebswelle mittels einer elektrischen Maschine angetrieben und dadurch um eine Drehachse gedreht wird, wobei zumindest während eines Teils des Startens des Verbrennungsmotors alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten Gaswechselventile solange geschlossen gehalten werden, bis die Abtriebswelle infolge des durch die elektrische Maschine bewirkten Antreibens der Abtriebswelle eine Drehzahl aufweist, welche größer oder gleich der Selbstlaufgrenze ist, woraufhin zumindest eines der Gaswechselventile geöffnet und eine Befeuerung des wenigstens einen Brennraums gestartet wird.

Description

Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug.
Die DE 197 36 137 C1 offenbart ein Verfahren zum Starten eines mit elektromagnetisch ansteuerbaren Einlass- und Auslassventilen ausgerüsteten Verbrennungsmotors.
Aus der DE 10 2015 208 840 A1 ist ein Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors bekannt.
Der DE 10 2014 213 034 A1 ist ein Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug als bekannt zu entnehmen.
Außerdem offenbart die DE 10 2012 219 466 A1 ein Verfahren zum Erkennen einer stabilen Verbrennung eines geschleppten und eine Selbstlaufgrenze aufweisenden Verbrennungsmotors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Verbrennungsmotor zu schaffen, sodass der Verbrennungsmotor besonders komfortabel und schnell gestartet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines zunächst deaktivierten und somit ausgeschalteten Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der Verbrennungsmotor wird auch als Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und ist beispielsweise als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet. Das
Kraftfahrzeug ist beispielsweise von dem Verbrennungsmotor antreibbar. Der Verbrennungsmotor weist eine Selbstlaufgrenze auf, welche im Folgenden noch näher erläutert wird. Außerdem weist der Verbrennungsmotor wenigstens einen Brennraum sowie mehrere, dem Brennraum zugeordnete Gaswechselventile auf. Durch die
Gaswechselventile kann ein Ladungswechsel des Brennraums gesteuert werden.
Wenigstens eines der Gaswechselventile oder wenigstens oder genau zwei der
Gaswechselventile sind beispielsweise als sogenannte Einlassventile ausgebildet, über welche zumindest Luft in den Brennraum insbesondere aus einem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors eingeleitet werden kann. Wenigstens oder genau ein weiteres der Gaswechselventile oder wenigstens oder genau zwei weitere der Gaswechselventile sind beispielsweise als Auslassventile ausgebildet, über welche Abgas aus dem Brennraum abgeführt und beispielsweise in einen Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet werden kann. Der Verbrennungsmotor weist darüber hinaus eine
beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche der
Verbrennungsmotor Drehmomente, insbesondere zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, bereitstellen kann.
Bei dem Verfahren wird zum Starten des zunächst deaktivierten Verbrennungsmotors die Abtriebswelle mittels einer elektrischen Maschine angetrieben und dadurch um eine Drehachse gedreht, insbesondere während in dem Brennraum ablaufende
Verbrennungen zum Antreiben der Abtriebswelle unterbleiben.
Um nun den Verbrennungsmotor besonders komfortabel und besonders schnell zu starten, das heißt aus einem ausgeschalteten oder deaktivierten Zustand in einen aktivierten Zustand, während welchem Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum ablaufen, zu überführen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest während eines Teils des Startens des Verbrennungsmotors alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten Gaswechselventile so lange, insbesondere vollständig, geschlossen gehalten werden beziehungsweise geschlossen bleiben, und vorzugsweise in dem Brennraum ablaufende Verbrennungen solange unterbleiben, bis die Abtriebswelle infolge des durch die elektrische Maschine bewirkten Antreibens der Abtriebswelle eine Drehzahl aufweist, welche größer oder gleich der Selbstlaufgrenze ist, woraufhin zumindest eines der Gaswechselventile geöffnet und eine Befeuerung des wenigstens einen Brennraums gestartet wird. Mit anderen Worten ist beim Starten des Verbrennungsmotors wenigstens eine Zeitspanne vorgesehen, welche sich über das gesamte Starten oder nur über einen Teil des Startens erstreckt, wobei während der Zeitspanne alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten Gaswechselventile so lange, insbesondere vollständig, geschlossen gehalten werden beziehungsweise geschlossen bleiben, und vorzugsweise in dem Brennraum ablaufende Verbrennungen solange unterbleiben, bis die
Abtriebswelle infolge des durch die elektrische Maschine bewirkten Antreibens der Abtriebswelle eine Drehzahl aufweist, welche größer oder gleich der Selbstlaufgrenze ist, woraufhin zumindest eines der Gaswechselventile geöffnet und eine Befeuerung des wenigstens einen Brennraums gestartet wird.
Die Selbstlaufgrenze ist beispielsweise eine oder entspricht einer Grenzdrehzahl, ab welcher der Verbrennungsmotor selbstständig laufen, das heißt die Abtriebswelle durch in dem Brennraum ablaufende Verbrennungsvorgänge antreiben kann, ohne dass hierzu ein durch die elektrische Maschine bewirktes Antreiben der Abtriebswelle erforderlich ist. Mit anderen Worten ist ab der Selbstlaufgrenze, das heißt ab der Selbstlaufdrehzahl ein sogenannter Selbstlauf des Verbrennungsmotors durchführbar, wobei unter dem
Selbstlauf zu verstehen ist, dass während des Selbstlaufs die Abtriebswelle durch in dem wenigstens einen Brennraum ablaufende Verbrennungsvorgänge angetrieben wird, ohne dass die Abtriebswelle von der elektrischen Maschine angetrieben wird. Unterhalb der Selbstlaufgrenze beziehungsweise unterhalb der Selbstlaufdrehzahl, das heißt wenn oder solange die Drehzahl der Abtriebswelle geringer als die Selbstlaufgrenze und somit geringer als die Selbstlaufdrehzahl ist, ist der Selbstlauf des Verbrennungsmotors nicht möglich. Die Drehzahl, auf welche die Abtriebswelle im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens gebracht, das heißt angetrieben wird, entspricht dabei mindestens der Selbstlaufgrenze oder ist größer oder höher als die Selbstlaufgrenze.
Das Starten des Verbrennungsmotors wird auch als Anlassen des Verbrennungsmotors bezeichnet, wobei der Verbrennungsmotor durch das Anlassen beziehungsweise Starten aus einem deaktivierten beziehungsweise ausgeschalteten Zustand in den aktivierten Zustand überführt wird. In dem ausgeschalteten Zustand unterbleiben in dem Brennraum ablaufende Verbrennungsvorgänge, und während des ausgeschalteten Zustands steht die Abtriebswelle still, sodass die Abtriebswelle nicht um die Drehachse gedreht wird. Infolge des Startens des Verbrennungsmotors und durch das Starten der Befeuerung des wenigstens einen Brennraums wird der Verbrennungsmotor aus dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand und somit in einen befeuerten Betrieb überführt, während welchem in dem wenigstens einen Brennraum beziehungsweise in dem
Verbrennungsmotor insgesamt Verbrennungsvorgänge zum Antreiben der Abtriebswelle ablaufen. Durch das Starten des Verbrennungsmotors wird dessen Selbstlauf eingestellt beziehungsweise aktiviert, sodass der Verbrennungsmotor nach dem Starten
selbstständig läuft. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass zu Beginn des Startens und vorzugsweise durchgängig von dem Beginn des Startens bis zu dem Start des befeuerten Betriebs Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum unterbleiben, indem beispielsweise eine Zündung in dem Brennraum beziehungsweise des Brennraums unterbleibt beziehungsweise deaktiviert bleibt, insbesondere bis zu dem Start des befeuerten Betriebs.
Der Verbrennungsmotor weist beispielsweise einen Ventiltrieb zum Betätigen der
Gaswechselventile auf. Der Ventiltrieb ist beispielsweise als ein variabler, insbesondere als ein vollvariabler, Ventiltrieb ausgebildet und/oder der Ventiltrieb ist beispielsweise als ein schaltbarer Ventiltrieb ausgebildet, sodass beispielsweise ein jeweiliger Hub des jeweiligen Gaswechselventils einstellbar ist. Im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Ventiltrieb dazu ausgebildet ist, die
beziehungsweise alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten
Gaswechselventile beim Starten beziehungsweise zumindest während des Teils des Startens geschlossen zu halten, sodass es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist, dass zumindest während des Teils des Startens des Verbrennungsmotors der, insbesondere komplette, Ventiltrieb, insbesondere komplett, geschlossen ist beziehungsweise gehalten wird, bis die Abtriebswelle eine gegenüber der
Selbstlaufgrenze höhere oder größere Drehzahl aufweist.
Hintergrund der Erfindung ist insbesondere, dass ein konventioneller Verbrennungsmotor üblicherweise mithilfe eines 12-Volt-Startsystems gestartet, das heißt angelassen, wird. Das Startsystem weist dabei eine elektrische Spannung von 12 Volt auf. Mit anderen Worten weist das Startsystem beispielsweise einen Elektromotor mit einer elektrischen Spannung, insbesondere elektrischen Betriebsspannung, von 12 Volt auf, wobei der konventionelle Verbrennungsmotor mittels des Elektromotors angelassen wird. Das Startsystem beziehungsweise der Elektromotor, welches beziehungsweise welcher herkömmlicherweise zum Einsatz kommt, weist üblicherweise eine sehr begrenzte Leistung von weniger als vier Kilowatt auf. Des Weiteren ist es üblicherweise vorgesehen, dass die dem Brennraum zugeordneten Gaswechselventile mittels des Ventiltriebs betätigt und somit geöffnet werden, während der Verbrennungsmotor gestartet wird, das heißt während die Abtriebswelle mittels des Startsystems beschleunigt wird.
Üblicherweise führen während des Starts auftretende Kompressionen in dem Brennraum bis zu einer möglicherweise einsetzenden Befeuerung des Brennraums zu hohen
Vibrationen des gesamten Verbrennungsmotors und somit auch des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich werden durch dadurch entstehende Schleppmomente lange Motorstartzeiten bedingt, da aufgrund der Kompressionen eine hohe Arbeit durch das Startsystem und insbesondere durch dessen begrenzte mechanische Leistung realisiert werden muss. Möglicherweise verbaute Schwingungsdämpfersysteme insbesondere auf
Zweimassenschwingerbasis durchfahren hierbei oftmals eine Resonanz. Dies führt herkömmlicherweise zu Komfortbeeinträchtigungen und zu gesteigerten Anforderungen an die Auslegung des Schwingungsdämpfungssystems.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren die zum Starten des Verbrennungsmotors, insbesondere von der elektrischen Maschine, zu leistende Kompressionsarbeit besonders gering gehalten beziehungsweise verringert werden, da bei dem Start beziehungsweise während des Startens, das heißt zumindest während des Teils des Startens des Verbrennungsmotors alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordnete Gaswechselventile beziehungsweise der Ventiltrieb geschlossen bleiben beziehungsweise bleibt. Durch diese deutlich verringerte Kompressionsarbeit und dadurch, dass ein Einsetzen von Verbrennungen in dem wenigstens einen Brennraum erst oberhalb der befeuerten Selbstlaufdrehzahl erfolgt, kann ein besonders komfortabler und schneller Start des Verbrennungsmotors realisiert werden. Somit werden Funktionen, welche den Verbrennungsmotor Starten, in ihrer Ausführung begünstigt und hinsichtlich Komfort und Durchführung verbessert.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nicht zwingend vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor beziehungsweise der wenigstens eine Brennraum bei Erreichen der Selbstlaufgrenze befeuert wird. Es kann vorgesehen sein, dass der
Verbrennungsmotor bereits oder erst oberhalb der Selbstlaufgrenze durch die elektrische Maschine mitgeschleppt wird, woraufhin die Befeuerung gestartet wird und was somit eine ergänzende Bedingung für ein Ende des Motorstarts ist.
Es kann vorgesehen sein, dass in einem dem Starten, insbesondere unmittelbar, vorweggehenden Zustand, in welchem der Verbrennungsmotor abgestellt ist und sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet, sich somit nicht dreht und demzufolge eine Drehzahl von 0 Umdrehungen pro Minute aufweist, die Gaswechselventile nicht zwangsweise geschlossen sein müssen, sodass die Ventile in diesem Zustand geöffnet sein können. Jedoch sind beziehungsweise werden die Gaswechselventile für das Starten beziehungsweise den Hochlauf des Verbrennungsmotor, insbesondere immer, geschlossen.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Gaswechselventile zunächst
beziehungsweise in dem zuvor genannten Zustand geöffnet sind, wobei die Gaswechselventile vor dem beziehungsweise während des Startens nicht zwangsläufig geschlossen werden müssen, sondern die beispielsweise bei einer Drehzahl von 0 geöffneten Ventile bleiben bei dem Starten zunächst geöffnet, insbesondere für eine definierte oder vorgegebene oder vorgebbare Anzahl an Umdrehungen der Abtriebswelle, woraufhin die beziehungsweise alle Gaswechselventile geschlossen werden und dann geschlossen gehalten werden. Mit anderen Worten können die einfach auch als Ventile bezeichneten Gaswechselventile aus Drehzahl 0 heraus noch eine Weile offen stehen, insbesondere für eine definierte Anzahl von Kurbelwellendrehungen.
Unter dem Merkmal, dass die beziehungsweise alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten Gaswechselventile zumindest während des Teils des Startens geschlossen gehalten werden, ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Die der Selbstlaufgrenze entsprechende oder gegenüber der Selbstlaufgrenze größere Drehzahl, bis zu der die beziehungsweise alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten
Gaswechselventile geschlossen bleiben beziehungsweise geschlossen gehalten werden, wird beispielsweise auch als Zieldrehzahl bezeichnet, ab welcher das zumindest eine Gaswechselventil geöffnet und die Befeuerung des wenigstens einen Brennraums gestartet wird.
Zu Beginn des Startens weist die Abtriebswelle beispielsweise eine Drehzahl von 0 auf, das heißt die Abtriebswelle steht zu Beginn des Startens still. Dabei können die beziehungsweise alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten
Gaswechselventile zu Beginn des Startens und ab dem Beginn des Startens solange durchgängig, das heißt unterbrechungsfrei geschlossen gehalten werden
beziehungsweise geschlossen bleiben, bis die Abtriebswelle die Drehzahl, das heißt die Zieldrehzahl aufweist beziehungsweise erreicht. Dann entspricht beispielsweise der Teil, während welchem alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten
Gaswechselventile geschlossen gehalten werden, einer Zeitspanne, welche sich von dem Beginn des Startens durchgängig, das heißt unterbrechungsfrei bis zu einem auch als Zielzeitpunkt bezeichneten Zeitpunkt erstreckt, zu welchem die Abtriebswelle die
Zieldrehzahl aufweist beziehungsweise erreicht.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass zumindest eines der dem wenigstens einen
Brennraum zugeordneten Gaswechselventile zu Beginn des Startens geöffnet ist und ab dem Beginn des Startens während eines ersten Teil des Startens, insbesondere unterbrechnungsfrei, geöffnet bleibt beziehungsweise geöffnet gehalten wird oder mehrmals geöffnet wird, wobei während eines sich an den ersten Teil des Startens anschließenden zweiten Teil des Startens alle beziehungsweise die dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten Gaswechselventile solange, insbesondere
unterbrechungsfrei, geschlossen gehalten werden beziehungsweise solange geschlossen bleiben, bis die Abtriebswelle die Zieldrehzahl erreicht beziehungsweise aufweist. Der erste Teil erstreckt sich beispielsweise über eine, insbesondere vorgebbare oder vorgegebene, Anzahl an auch als Kolbenhübe bezeichneten Hüben, die von einem in dem wenigstens einen Brennraum translatorisch bewegbar angeordneten Kolben des Verbrennungsmotors während des ersten Teils durchgeführt oder ausgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann sich der erste Teil über eine Anzahl an Drehungen oder Umdrehungen erstrecken, die von der Abtriebswelle während des ersten Teils durchgeführt oder ausgeführt werden. Nach dem ersten Teil, das heißt nach Ablauf des ersten Teils und insbesondere während des zweiten Teils werden alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten Gaswechselventile so lange, insbesondere
unterbrechungsfrei und/oder vollständig, geschlossen gehalten, bis die Abtrieswelle die Zieldrehzahl aufweist beziehungsweise erreicht.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bei dem Starten beziehungsweise zumindest während des Teil des Startens eine Befeuerung des wenigstens einen Brennraums unterbleibt, während alle dem wenigstens einen Brennraum zugeordnete Gaswechselventile geschlossen gehalten werden. Dadurch kann ein besonders komfortabler und schneller Start des Verbrennungsmotors gewährleistet werden.
Um den Verbrennungsmotor besonders schwingungsarm und somit komfortabel starten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass als die elektrische Maschine eine elektrische Maschine verwendet wird, welche eine,
insbesondere mechanische, Leistung von größer oder gleich vier Kilowatt, insbesondere von größer oder gleich acht Kilowatt, aufweist.
Um übermäßige Schwingungen zu vermeiden und somit einen besonders komfortablen Start des Verbrennungsmotors zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass als die elektrische Maschine eine elektrische Maschine verwendet wird, deren Rotor koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Rotor der elektrischen Maschine, insbesondere koaxial, auf der Abtriebswelle angeordnet ist. Dadurch können übermäßige Schwingungen des Verbrennungsmotors vermieden und durch die elektrische Maschine bedämpft werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Abtriebswelle über ein Zugmittel, insbesondere über einen Riemen oder eine Kette, von der elektrischen Maschine angetrieben wird. Mit anderen Worten ist die elektrische Maschine
vorzugsweise als ein Kurbelwellenstartergenerator oder als ein zugmittelgebundener, insbesondere als ein riemen- oder kettengebundener, Startergenerator ausgebildet, wodurch sich ein besonders komfortabler Start des Verbrennungsmotors gewährleisten lässt. Ferner ist es denkbar, dass die Abtriebswelle über wenigstens eine Zahnradstufe von der elektrischen Maschine angetrieben wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Abtriebswelle und die elektrische Maschine achsparallel zueinander angeordnet sind, sodass die die Drehachse der Abtriebswelle und eine Maschinendrehachse, um welche der Rotor relativ zu einem Stator der elektrischen Maschine drehbar ist, nicht etwa zusammenfallen, sondern voneinander beabstandet sind und parallel zueinander verlaufen.
Um einen besonders komfortablen Start realisieren zu können, ist es in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass, insbesondere bezogen auf einen von der elektrischen Maschine zum Verbrennungsmotor beziehungsweise zu der Abtriebswelle oder umgekehrt verlaufenden Drehmomentenfluss, zwischen der elektrischen Maschine, insbesondere deren Rotor, und dem Verbrennungsmotor, insbesondere dessen
Abtriebswelle, wenigstens ein Schwingungsdämpfungssystem angeordnet ist.
Insbesondere ist das Schwingungsdämpfungssystem zum Dämpfen von Dreh
beziehungsweise Torsionsschwingungen ausgebildet, sodass das
Schwingungsdämpfungssystem beispielsweise als ein Torsionsschwingungsdämpfer ausgebildet sein kann.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Verbrennungsmotor mehrere Brennräume aufweist, wobei der zuvor genannte, wenigstens eine Brennraum einer der mehreren Brennräume ist. Dabei sind jedem Brennraum mehrere
Gaswechselventile zugeordnet, wobei zumindest während des Teils des Startens des Verbrennungsmotors alle den Brennräumen zugeordnete Gaswechselventile des
Verbrennungsmotors, insbesondere vollständig, geschlossen gehalten werden, bis die Abtriebswelle infolge des durch die elektrische Maschine bewirkten Antreibens der Abtriebswelle die gegenüber der Selbstlaufgrenze beziehungsweise Selbstlaufdrehzahl höhere Drehzahl aufweist, woraufhin bezogen auf den jeweiligen Brennraum zumindest eines der dem jeweiligen Brennraum zugeordneten Gaswechselventile geöffnet und eine Befeuerung des jeweiligen Brennraums gestartet wird. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Dabei ist der Verbrennungsmotor gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der dazugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug, wobei der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird; und
Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des
Verbrennungsmotors.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen auch als
Verbrennungskraftmaschine bezeichneten und beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungsmotor 1 eines beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das
Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Verbrennungsmotor 1 aufweist und von dem Verbrennungsmotor 1 , insbesondere verbrennungsmotorisch, angetrieben werden kann. Der Verbrennungsmotor 1 weist ein beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes
Gehäuseelement 2 auf, welches auch als Motorblock oder Zylinderblock bezeichnet wird. Das Gehäuseelement 2 und somit der Verbrennungsmotor 1 insgesamt weist mehrere Zylinder 3 auf, welche jeweilige Brennräume 4 des Verbrennungsmotors 1 zumindest teilweise begrenzen. In Zusammenschau mit Fig. 2 ist erkennbar, dass der jeweilige Zylinder 3 durch eine jeweilige Zylinderwand 5 begrenzt ist. In dem jeweiligen Zylinder 3 ist ferner ein jeweiliger Kolben 6 des Verbrennungsmotors 1 translatorisch bewegbar aufgenommen, sodass der jeweilige Kolben 6 relativ zu dem Gehäuseelement 2 und somit relativ zu dem Zylinder 3 beziehungsweise relativ zu der Zylinderwand 5 translatorisch hin- und herbewegbar ist. Der jeweilige Kolben 6 ist über ein jeweiliges Pleuel 7 gelenkig mit einer vorzugsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle 8 (Fig. 1 ) des Verbrennungsmotors 1 gekoppelt, wodurch die translatorischen Bewegungen des jeweiligen Kolbens 6 in dem jeweiligen Zylinder 3 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle 8 umgewandelt werden können. Die Abtriebswelle 8 ist dabei um eine Drehachse 9 relativ zu dem
Gehäuseelement 2 drehbar. Über die Abtriebswelle 8 kann der Verbrennungsmotor 1 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Aus Fig. 2 ist ferner erkennbar, dass der Brennraum 4 teilweise durch den Kolben 6 begrenzt ist. Außerdem ist der Brennraum 4 beispielsweise durch ein Brennraumdach 10 begrenzt, welches beispielsweise durch ein weiteres Gehäuseelement des Verbrennungsmotors 1 gebildet ist. Das weitere Gehäuseelement und das Gehäuseelement 2 sind beispielsweise separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden. Das zweite Gehäuseelement ist beispielsweise ein Zylinderkopf.
Wie ebenfalls aus Fig. 2 erkennbar ist, sind dem jeweiligen Brennraum 4 mehrere Gaswechselventile 1 1 und 12 zugeordnet. Beispielsweise sind dem jeweiligen Brennraum 4 wenigstens oder genau vier Gaswechselventile 1 1 und 12 zugeordnet. Das jeweilige Gaswechselventil 11 ist beispielsweise ein jeweiliges Einlassventil, über welches zumindest Luft in den Brennraum 4 eingeleitet werden kann. Das jeweilige
Gaswechselventil 12 ist beispielsweise als ein Auslassventil ausgebildet, über welches beispielsweise Abgas aus dem jeweiligen Brennraum 4 abgeführt werden kann. Das jeweilige Gaswechselventil 1 1 beziehungsweise 12 ist relativ zu dem Gehäuseelement 2 und/oder relativ zu dem weiteren Gehäuseelement zwischen einer jeweiligen
Schließstellung und wenigstens einer jeweiligen Offenstellung, insbesondere
translatorisch, bewegbar.
Dem jeweiligen Gaswechselventil 11 ist ein erster, von der Luft durchströmbarer Kanal 13 zugeordnet, wobei dem jeweiligen Gaswechselventil 12 ein jeweiliger, von dem Abgas durchströmbarer zweiter Kanal 14 zugeordnet ist. Der Kanal 13 wird auch als
Einlasskanal bezeichnet, wobei der Kanal 14 auch als Auslasskanal bezeichnet wird. In der jeweiligen Schließstellung versperrt das jeweilige Gaswechselventil 11
beziehungsweise 12 den jeweils zugeordneten Kanal 13 beziehungsweise 14, sodass keine Luft durch den Kanal 13 beziehungsweise kein Abgas durch den Kanal 14 strömen kann. Insbesondere ist der jeweilige Kanal 13 beziehungsweise 14 in der jeweiligen Schließstellung des jeweiligen Gaswechselventils 1 1 beziehungsweise 12 vollständig versperrt. In der jeweiligen Offenstellung gibt das jeweilige Gaswechselventil 11 beziehungsweise 12 den jeweiligen Kanal 13 beziehungsweise 14 frei, sodass dann über den Kanal 13 Luft in den Brennraum 4 beziehungsweise über den Kanal 14 Abgas aus dem Brennraum 4 strömen kann.
Insbesondere kann der Verbrennungsmotor 1 einen in den Fig. nicht näher dargestellten Ventiltrieb aufweisen, mittels welchem die Gaswechselventile 11 und 12 betätigbar und somit beispielsweise aus der jeweiligen Schließstellung in die jeweilige Offenstellung bewegbar ist. Der Ventiltrieb ist beispielsweise als ein variabler und/oder schaltbarer Ventiltrieb ausgebildet und kann beispielsweise in einen Schließzustand gebracht beziehungsweise verstellt werden, in welchem beispielsweise alle den Brennräumen 4 zugeordneten Gaswechselventile geschlossen bleiben und ein Öffnen der geschlossenen Gaswechselventile unterbleibt, während sich die Abtriebswelle 8 um die Drehachse 9 relativ zu dem Gehäuseelement 2 dreht. Des Weiteren ist eine elektrische Maschine 15 vorgesehen, mittels welcher die zunächst deaktivierte und somit ausgeschaltete
Verbrennungskraftmaschine (Verbrennungsmotor 1 ) gestartet, das heißt angelassen und dadurch aus einem deaktivierten Zustand in einen aktivierten, befeuerten Zustand überführt werden kann.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Starten des zunächst deaktivierten
Verbrennungsmotors 1 beschrieben, wobei durch das Verfahren der Verbrennungsmotor 1 besonders komfortabel und schnell gestartet, das heißt angelassen, werden kann. Dabei weist der Verbrennungsmotor 1 eine Selbstlaufgrenze auf, welche beispielsweise einer sogenannten Selbstlaufdrehzahl entspricht. Die Selbstlaufgrenze beziehungsweise die Selbstlaufdrehzahl ist beispielsweise dadurch charakterisiert, dass der
Verbrennungsmotor 1 dann und beispielsweise nur dann stabil selbstständig laufen und hierzu die Abtriebswelle 8 durch in den Brennräumen 4 ablaufende Verbrennungen antreiben kann, ohne dass die Abtriebswelle 8 durch die elektrische Maschine 15 angetrieben wird, wenn die Abtriebswelle 8 eine Drehzahl aufweist, die zumindest der Selbstlaufdrehzahl entspricht und somit größer oder gleich der Selbstlaufdrehzahl ist. Unterhalb der Selbstlaufdrehzahl ist ein Selbstlauf des Verbrennungsmotors 1 nicht möglich. Bei beziehungsweise zu dem Starten des zunächst deaktivierten Verbrennungsmotors 1 wird die Abtriebswelle 8 mittels der elektrischen Maschine 15 insbesondere ausgehend von einem Stillstand der Abtriebswelle 8 angetrieben und dadurch beschleunigt und um die Drehachse 9 relativ zu dem Gehäuseelement 2 gedreht, insbesondere während in dem Brennraum 4 ablaufende Verbrennungen unterbleiben. Um dabei den
Verbrennungsmotor 1 besonders schwingungsarm und somit komfortabel sowie besonders schnell starten zu können, ist es vorgesehen, dass zumindest während eines Teils des Startens des Verbrennungsmotors 1 alle den Brennräumen 4 zugeordnete Gaswechselventile 1 1 und 12 so lange geschlossen sind und geschlossen gehalten werden, und dass in dem Brennraum 4 ablaufende Verbrennungen so lange unterbleiben, bis die Abtriebswelle 8 infolge des durch die elektrische Maschine 15 bewirkten
Antreibens der Abtriebswelle 8 eine Drehzahl aufweist, welche größer oder gleich der Selbstlaufgrenze beziehungsweise Selbstlaufdrehzahl ist, woraufhin dann und
vorzugsweise erst dann zumindest eines der jeweiligen Gaswechselventile 11 und 12 des jeweiligen Brennraums 4 geöffnet und eine Befeuerung des jeweiligen Brennraums 4 gestartet wird. Die elektrische Maschine 15 weist dabei eine, insbesondere mechanische, Leistung von mehr als vier Kilowatt auf, sodass ein besonders komfortabler Start des Verbrennungsmotors 1 gewährleistet werden kann.
Wie besonders gut aus Fig. 1 erkennbar ist, weist die elektrische Maschine 15 einen Stator 16 und einen Rotor 17 auf, welcher von dem Stator 16 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse 18 relativ zu dem Stator 16 drehbar ist. Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Maschine 15, insbesondere ihr Rotor 17, koaxial zur Abtriebswelle 8 angeordnet, sodass die Drehachse 9 und die
Maschinendrehachse 18 zusammenfallen. Die elektrische Maschine 15 ist somit vorzugsweise als ein Kurbelwellenstartergenerator ausgebildet, wobei der Rotor 17 vorzugsweise drehfest mit der Abtriebswelle 8 verbunden ist. Insbesondere kann der Rotor 17 auf der Abtriebswelle 8 angeordnet sein. Hierdurch können übermäßige
Schwingungen des Verbrennungsmotors 1 vermieden werden, wodurch der
Verbrennungsmotor 1 besonders komfortabel gestartet werden kann.
Insgesamt ist erkennbar, dass der Verbrennungsmotor 1 mit geschlossenem Ventiltrieb gestartet wird. Mit anderen Worten wird, insbesondere zu Beginn des Startens, der Ventiltrieb in dem Schließzustand gehalten, insbesondere so lange, bis die Drehzahl der Abtriebswelle 8 größer als die Selbstlaufgrenze ist. Somit ist die elektrische Maschine in einem Startsystem, welches den Verbrennungsmotor 1 beziehungsweise die
Abtriebswelle 8 auf eine Drehzahl oberhalb der befeuerten Selbstlaufgrenze beschleunigt. Dann und vorzugsweise erst dann wird der Ventiltrieb beziehungsweise werden die Gaswechselventile 1 1 und 12 für eine mögliche Lastabgabe geöffnet, und die Befeuerung des jeweiligen Brennraums 4 wird gestartet. Infolgedessen laufen in den Brennräumen 4 Verbrennungsvorgänge ab, durch welche die Abtriebswelle 8 während des Selbstlaufs des Verbrennungsmotors 1 angetrieben wird, ohne dass die Abtriebswelle 8 von der elektrischen Maschine 15 angetrieben werden müsste beziehungsweise angetrieben wird. Dies bedeutet, dass durch das Starten des Verbrennungsmotors 1 der
Verbrennungsmotor 1 in seinen Selbstlauf gebracht wird.
Da alle Gaswechselventile 11 und 12 aller Brennräume 4 des Verbrennungsmotors 1 auf die beschriebene Weise geschlossen gehalten werden, kann eine zum Starten des Verbrennungsmotors 1 zu leistende Kompressionsarbeit besonders gering gehalten werden. Da ferner Verbrennungen in den Brennräumen 4 erst oberhalb der befeuerten Selbstlaufdrehzahl gestartet werden, können übermäßige Schwingungen des
Verbrennungsmotors 1 vermieden werden. Hierdurch kann der Verbrennungsmotor 1 besonders komfortabel gestartet werden. Außerdem kann der Verbrennungsmotor 1 besonders schnell, das heißt in kurzer Zeit, gestartet werden.
Um einen besonders hohen Komfort, insbesondere Akustikkomfort, beispielsweise während eines Betriebs, insbesondere während eines befeuerten Betriebs, des
Verbrennungsmotors 1 zu ermöglichen, kann beispielsweise optional zwischen der elektrischen Maschine 15 und dem Verbrennungsmotor 1 wenigstens ein
Schwingungsdämpfungssystem 19 angeordnet sein. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass bezogen auf einen Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine 15, insbesondere von dem Rotor 17, zu dem Verbrennungsmotor 1 , insbesondere zu der Abtriebswelle 8, das Schwingungsdämpfungssystem 19 angeordnet ist, mittels welchem Schwingungen, insbesondere Torsions- beziehungsweise Drehschwingungen, der Abtriebswelle 8 gedämpft werden können. Das Schwingungsdämpfungssystem 19 ist beispielsweise als ein Schwingungstilger beziehungsweise Dreh- oder
Torsionsschwingungsdämpfer ausgebildet. Dabei ist eine gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Anordnung des Schwingungsdämpfungssystems 19 andere Anordnung des Schwingungsdämpfungssystems 19 möglich. Beispielsweise sind von der Abtriebswelle 8 und somit von dem Verbrennungsmotor 1 Räder des Kraftfahrzeugs antreibbar, wodurch das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Bezogen auf einen Drehmomentenfluss von der
Abtriebswelle 8 zu den Rädern ist das Schwingungsdämpfungssystem 19 beispielsweise in dem Drehmomentenfluss und dabei zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und der elektrischen Maschine 15 angeordnet, sodass das Schwingungsdämpfungssystem 19 stromab zumindest eines Teils der Abtriebswelle 8 und stromauf der elektrischen Maschine 15 angeordnet ist. Dabei ist bezogen auf den Drehmomentenfluss die elektrische Maschine 15 in dem Drehmomentenfluss und dabei beispielsweise zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und den Rädern und somit stromab zumindest des Teils der Abtriebswelle 8 und stromauf der Räder angeordnet. Ferner ist es denkbar, dass das Schwingungsdämpfungssystem 19 bezogen auf den Drehmomentenfluss in dem
Drehmomentenfluss und dabei stromab der elektrischen Maschine 15 angeordnet ist, sodass das Schwingungsdämpfungssystem 19 beispielsweise stromab der elektrischen Maschine 15 und stromauf der Räder angeordnet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass bezogen auf den Drehmomentenfluss und dabei in dem Drehmomentenfluss zwischen der Abtriebswelle 8 und den Rädern ein Getriebe angeordnet ist, über welches die Räder von der Abtriebswelle 8 und vorzugsweise von der elektrischen Maschine 15 angetrieben werden können. Dabei ist beispielsweise das Schwingungsdämpfungssystem 19 stromab der elektrischen Maschine 15 und stromauf des Getriebes angeordnet. Hierdurch kann ein besonders komfortabler Betrieb, insbesondere eine besonders komfortable Fahrt, des Kraftfahrzeugs realisiert werden.
Bezugszeichenliste
Verbrennungsmotor
Gehäuseelement
Zylinder
Brennraum
Zylinderwand
Kolben
Pleuel
Abtriebswelle
Drehachse
Brennraumdach
Gaswechselventil
Gaswechselventil
Kanal
Kanal
elektrische Maschine
Stator
Rotor
Maschinendrehachse
Schwingungsdämpfungssystem

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Starten eines eine Selbstlaufgrenze, wenigstens einen Brennraum (4), dem Brennraum (4) zugeordnete Gaswechselventile (11 , 12) und eine
Abtriebswelle (8) aufweisenden Verbrennungsmotors (1 ), bei welchem zum Starten des Verbrennungsmotors (1 ) die Abtriebswelle (8) mittels einer elektrischen
Maschine (15) angetrieben und dadurch um eine Drehachse (9) gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest während eines Teils des Startens des Verbrennungsmotors (1 ) alle dem wenigstens einen Brennraum (4) zugeordneten Gaswechselventile (11 , 12) solange geschlossen gehalten werden, bis die Abtriebswelle (8) infolge des durch die elektrische Maschine (15) bewirkten Antreibens der Abtriebswelle (8) eine Drehzahl aufweist, welche größer oder gleich der Selbstlaufgrenze ist, woraufhin zumindest eines der Gaswechselventile (11 , 12) geöffnet und eine Befeuerung des wenigstens einen Brennraums (4) gestartet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei dem Starten eine Befeuerung des wenigstens einen Brennraums (4) unterbleibt, während alle dem wenigstens einen Brennraum (4) zugeordnete Gaswechselventile (11 , 12) geschlossen gehalten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
als die elektrische Maschine (15) eine elektrische Maschine (15) verwendet wird, welche eine Leistung von größer oder gleich 4 Kilowatt aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als die elektrische Maschine (15) eine elektrische Maschine (15) verwendet wird, deren Rotor (17) koaxial zu der Abtriebswelle (8) angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (17) der elektrischen Maschine (15) koaxial auf der Abtriebswelle (8) angeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Schwingungsdämpfungssystem (19) vorgesehen ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abtriebswelle (8) über ein Zugmittel, insbesondere über einen Riemen oder eine Kette, oder über wenigstens eine Zahnradstufe von der elektrischen Maschine (15) angetrieben wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verbrennungsmotor (1 ) mehrere Brennräume (4) aufweist, wobei jedem
Brennraum (4) mehrere Gaswechselventile (11 , 12) zugeordnet sind, und wobei zumindest während des Teils des Startens des Verbrennungsmotors (1 ) alle den Brennräumen (4) zugeordnete Gaswechselventile (11 , 12) des Verbrennungsmotors (1 ) geschlossen gehalten werden, bis die Abtriebswelle (8) infolge des durch die elektrische Maschine (15) bewirkten Antreibens der Abtriebswelle (8) die Drehzahl aufweist, welche größer oder gleich der Selbstlaufgrenze ist, woraufhin bezogen auf den jeweiligen Brennraum (4) zumindest eines der dem jeweiligen Brennraum (4) zugeordneten Gaswechselventile (11 , 12) geöffnet und eine Befeuerung des jeweiligen Brennraums (4) gestartet wird.
9. Verbrennungsmotor (1 ) für ein Kraftfahrzeug, wobei der Verbrennungsmotor (1 ) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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