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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anhalten einer Brennkraftmaschine, ein Computerprogramm, das derart programmiert ist, alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, ein elektrisches Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, auf der das Computerprogramm gespeichert ist, und eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, die so programmiert ist, dass sie alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen kann, insbesondere durch Abspielen eines Computerprogramms, das auf einem elektrischen Speichermedium, das Bestandteil der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist, abgespielt wird.
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Aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2011 082 198 ist ein Verfahren zum Anhalten einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem Luft über eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine zugeführt wird, und diese zugeführte Luftmenge reduziert wird, nachdem eine Stoppanforderung ermittelt wurde, wobei die über die Drosselklappe der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge wieder erhöht wird, wenn eine erfasste Drehzahl der Brennkraftmaschine einen vorgebbaren Drehzahlschwellenwert unterschreitet, und wobei ein Einlasszylinder, dem die Luftmenge zugeführt wird, nach der Erhöhung der zugeführten Luftmenge nicht mehr in seinen Arbeitstakt geht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Verfahrensansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass sie ermöglicht, insbesondere bei nichtstationären Zuständen des Ansaugsystems der Brennkraftmaschine, die vor allem bei sehr niedrigen Umdrehungszahlen vorliegen, die Menge einer zuströmenden, erhöhten Luftmenge bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 genau einzustellen. Es ist ferner möglich, flexibel auf kleine Änderungen in der gewünschten Luftmenge zu reagieren.
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Die Erfindung wird im Folgenden zeitbasiert beschrieben, d.h. es werden Zeitpunkt vorgegeben, zu denen Verfahrensschritte durchgeführt werden. Ebenso ist es auch möglich, das Verfahren winkelbasiert durchzuführen, d.h. zu bestimmten Winkelstellungen z.B. der Kurbelwelle werden die entsprechenden Verfahrensschritte durchgeführt. Ist im Folgenden von bestimmten Zeitpunkten die Rede, so ist dies daher so zu lesen, dass entweder ein Zeitpunkt oder die entsprechende Winkelstellung z.B. der Kurbelwelle gemeint ist.
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Wird bei einem Verfahren zum Anhalten einer Brennkraftmaschine, bei dem nach dem Erfassen einer Stoppanforderung eine der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge durch ein Stellelement, insbesondere eine Drosselklappe, reduziert, und die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge wieder erhöht, wenn eine Drehzahl der Brennkraftmaschine einen vorgebbaren Schwellenwert unterschritten hat, und wird dabei die Erhöhung der zugeführten Luftmenge derart durchgeführt wird, dass an einem Einlassventil-schließt-Zeitpunkt eines zu einem Druckerhöhungszeitpunkt im Auslasstakt befindlichen zweiten Zylinders in diesem zweiten Zylinder ein vorgebbarer Zieldruck vorliegt, so wird hiermit eine präzise Kontrolle des Zylinderdrucks und/oder des Drucks im Ansaugrohr durchgeführt, was bewirkt, dass ein sanfterer Anhaltevorgang der Brennkraftmaschine und/oder eine präzise Kontrolle eine Auslaufposition der Brennkraftmaschine möglich ist.
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Der Einlassventil-schließt-Zeitpunkt des zweiten Zylinders ist hierbei der Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil (oder die Einlassventile, im Falle mehrerer Einlassventile des zweiten Zylinders) des zweiten Zylinders schließt (oder schließen).
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Der Druckerhöhungszeitpunkt ist hierbei der Zeitpunkt, bei dem die der auslaufenden Brennkraftmaschine erstmals wieder erhöht wird. Das Öffnen der Drosselklappe beginnt also, wenn der zweite Zylinder im Auslasstakt ist. Die Drosselklappe erreicht ihre Zielöffnung, wenn der zweite Zylinder im Einlasstakt ist, beispielsweise an oder kurz vor dem Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil oder die Einlassventile des zweiten Zylinders schließt oder schließen. „Kurz vor dem Zeitpunkt“ ist hierbei so zu verstehen, dass der Druckausgleich im Ansaugrohr noch derart vonstatten gehen kann, dass zum Einlassventil-schließt-Zeitpunkt im Ansaugrohr und damit auch im zweiten Zylinder ein vorgebbarer Druck vorherrscht.
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Zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils ist der Druck im zweiten Zylinder gleich dem Druck im Ansaugrohr, da der Vorgang des Druckausgleichs zwischen Ansaugrohr und zweitem Zylinder abgeschlossen ist.
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Der Druck im zweiten Zylinder zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils ist ein direktes Maß für die Luftmenge, die im zweiten Zylinder vorhanden ist. Da die Einspritzung und/oder Zündung im auspendelnden Zylinder ausgeschaltet ist, findet auch keine drucksteigernde Verbrennung im auslaufenden Zylinder statt.
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Die oben angesprochene verbesserte Kontrolle kommt daher, dass die Luftmenge, die in diesem zweiten Zylinder vorhanden ist, das Auslaufverhalten der Brennkraftmaschine maßgeblich beeinflusst. Denn die Unterschiede in den Differenzen der Luftmengen der Zylinder, die nach der Erhöhung der zugeführten Luftmenge in ihrem Einlasstakt Luft ansaugen, haben folgenden Effekt: Wenn einer dieser Zylinder in seinem Arbeitstakt ist, und ein anderer, mit erhöhter Füllung versehener Zylinder in seinem Verdichtungstakt ist, ist die Gasfeder der Luftfüllung im Verdichtungstakt deutlich stärker ist als die Gasfeder der Luftfüllung im Arbeitstakt. Somit wirkt ein starkes rückstellendes Drehmoment auf die Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine kommt so zum Stillstand, ohne dass die Zylinder nochmals ihren oberen Totpunkt durchlaufen.
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Der genaue Zeitpunkt bzw. der genaue Kurbelwellenwinkel des Stillstands wird durch diese beiden Gasfedern festgelegt. Maßgebliche Größe für die Stärke der Gasfeder ist wiederum der Druck, weshalb eine genaue Kontrolle des Druckes in Konsequenz zu einer genauen Kontrolle des Auspendelverhaltens der Brennkraftmaschine führt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn dabei der Druck des im Ansaugtakt befindlichen zweiten Zylinders nach einem Regelungszeitpunkt und vor dem Zeitpunkt, zudem das Einlassventil dieses zweiten Zylinders schließt, mittels eines ermittelten Drucks im Saugrohr geregelt eingestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Druck, der in dem zweiten Zylinder anliegt, und bei der für das erfindungsgemäße Verfahren maßgeblichen Dynamik des Systems dem Saugrohrdruck sehr ähnlich ist, durch Messung des sehr viel einfacher zu ermittelnden Saugrohrdrucks präzise eingestellt werden kann. Durch eine Regelung, also durch einen geschlossenen Regelkreis, wird ferner ermöglicht, dass die Einstellung des Drucks sich schnell an Änderungen der Systemrandbedingungen anpassen kann.
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Alternativ ist es aber auch möglich dass der Druck des im Einlasstakt befindlichen zweiten Zylinders (ZYL2) nach einem Regelungszeitpunkt (tCL) und vor dem Einlassventil-schließt-Zeitpunkt (tEVS) mittels eines ermittelten Drucks im Zylinder (ZYL2) geregelt eingestellt wird. Dies ist beispielsweise bei Systemen mit variabler Ventilverstellung vorteilhaft, bei denen die Änderung der zugeführten Luftmenge über eine Änderung des Ventilhubs und nicht über eine Änderung der Drosselklappenstellung durchgeführt wird. Bei solchen Systemen ist daher der Druck im Saugrohr konstant, und somit kein gutes Maß für die Luftmenge im Zylinder.
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Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn der Regler als Stellgröße eine Ansteuerung des Stellelements einstellt. Dies macht die Einstellung des Drucks besonders einfach.
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Vorteilhafterweise wird zu einem Druckerhöhungszeitpunkt, der dem Regelungszeitpunkt vorausgeht, die Ansteuerung des Stellelements auf einen initialen Sollwert eingestellt. Dies ermöglicht eine saubere Initialisierung des Regelvorgangs.
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Weiterhin besonders vorteilhaft ist es, wenn der Regler als Sollwertvorgabe des Saugrohrdrucks einen weichen Verlauf zwischen einem Ausgangsdruck, der zum Druckerhöhungszeitpunkt im Saugrohr anliegt, und dem Zieldruck, der zu dem Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil des zweiten Zylinders schließt, im zweiten Zylinder und damit im Saugrohr anliegt, annimmt.
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Unter einem weichen Verlauf wird hierbei verstanden, dass die Änderung der Sollwertvorgabe des Saugrohrdrucks in einem für den Regler charakteristischen Zeittakt, der beispielsweise durch die Taktfrequenz der Steuer- und/oder Regeleinrichtung, auf der das erfindungsgemäße Verfahren abläuft, vorgegeben ist, sich deutlich weniger ändert als die Differenz zwischen Zieldruck und Ausgangsdruck, beispielsweise um einen Faktor 5 oder 10 weniger. Auf diese Weise wird der Druck im Saugrohr auf den gewünschten Zieldruck erhöht, und gleichzeitig die Geräuschentwicklung durch einströmende Luft minimiert.
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Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass der Regler derart ausgelegt ist, dass der Druckanstieg des Saugrohrdrucks zwischen dem Regelungszeitpunkt und dem Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil des zweiten Zylinders schließt, linear ist. Die Linearität muss hierbei nur näherungsweise vorhanden sein, beispielsweise derart, dass die Änderung des Saugrohrdrucks zwischen aufeinanderfolgenden Taktzeitpunkten der Steuer- und/oder Regeleinrichtung konstant ist.
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Die Linearität kann hierbei als Funktion der Zeit oder auch als Funktion einer Winkelstellung z.B. der Nockenwelle verstanden werden.
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Ferner hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn der Regler ein PD-Regler ist, d. h. wenn der Regler mit einem Proportionalterm und einen Differenzialterm die Regelabweichung zwischen ermitteltem Saugrohrdruck und Sollwertvorgabe des Saugrohrdrucks in einer Ansteuerung des Stellelements einstellt. Durch einen solchen Regler lässt sich die Dynamik, die zur Einstellung des Druckes notwendig ist, realisieren, während gleichzeitig keine unzulässige Belastung des Stellelements durch hochdynamische Eingriffe erfolgt, weil sich der Regler in einem typischen System hinreichend rauschunempfindlich auslegen lässt.
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Ferner besonders vorteilhaft ist es, wenn die Regelung nach dem Zeitpunkt, zudem das Einlassventil des zweiten Zylinders schließt, deaktiviert wird. Nach diesem Zeitpunkt hat eine Änderung des Saugrohrdrucks keinen Einfluss mehr auf die Luftmenge, die vom zweiten Zylinder angesaugt wird, und eine Belastung des Stellelements lässt sich somit minimieren.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform ist hierbei gegeben, wenn nach dem Schließen des Einlassventils des zweiten Zylinders auch die Drosselklappe geschlossen wird. Dies hat einen Vorteil, wenn die Brennkraftmaschine noch während des Auslaufens neu gestartet werden soll, beispielsweise in einem Change-of-Mind-Fall (also bei während des Auslaufens der Brennkraftmaschine erfolgter Wiederstartanforderung). Dadurch, dass die Luftmenge im Saugrohr reduziert ist, lässt sich die Stärke Verbrennungen zum Wiederstarten der Brennkraftmaschine besser dosieren, und Überschwinger der Drehzahl über eine Leerlaufdrehzahl lassen sich wirksam unterbinden.
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Das Stellelement kann insbesondere durch eine Drosselklappe gegeben sein, möglich sind aber auch andere Mittel zur Vorgabe der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge, insbesondere eine variable Einstellung des Ventilhubs.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In den Figuren sind besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele beschrieben. Alternative Ausführungsbeispiele sind möglich. Insbesondere werden die Elemente des Verfahrens am Beispiel einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine mit Drosselklappe dargestellt. Anstelle einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine ist es möglich, das Verfahren mit einer beliebigen anderen mehrzylindrigen Brennkraftmaschine durchzuführen. Anstelle der Drosselklappe ist es möglich, das Verfahren mit beliebigen anderen Mitteln zur Vorgabe der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge durchzuführen, beispielsweise mit einer variablen Ventilverstellung.
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Es zeigen:
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1 schematisch die Verläufe typischer Größen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,
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2 detailliert Signalverläufe von Messgrößen und Ansteuergrößen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 beispielhaft einen Regler zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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5 schematisch die Verläufe typischer Größen bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
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1a zeigt die Taktreihenfolge als Funktion eines Kurbelwellenwinkels KW eines ersten Zylinders ZYL1 und eines zweiten Zylinders ZYL2. Zu einem ersten Totpunkt T1 geht der erste Zylinder ZYL1 in seinen Auslasstakt, zu einem zweiten Totpunkt T2 in seinen Einlasstakt, zu einem dritten Totpunkt T3 in seinen Verdichtungstakt und zu einem vierten Totpunkt T4 in seinen Arbeitstakt. Da die dargestellte Brennkraftmaschine vierzylindrig ist, sind die Takte des zweiten Zylinders ZYL2 gegenüber den Takten des ersten Zylinders ZYL1 um 180° Kurbelwellenwinkel, also um genau einen Takt, verschoben. Zum ersten Totpunkt T1 geht der zweite Zylinder ZYL2 in seinen Arbeitstakt, zum zweiten Totpunkt T2 in seinen Auslasstakt, zum dritten Totpunkt T3 in seinen Einlasstakt und zum vierten Totpunkt T4 in seinen Verdichtungstakt.
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Parallel dazu ist in 1b eine Drehzahl n der Brennkraftmaschine über der Zeit t dargestellt. Die Drehzahl n entspricht beispielsweise der Umdrehungszahl der Kurbelwelle. Der Verlauf der Drehzahl n der Brennkraftmaschine entspricht dem Verlauf bei bereits abgestellter Zündung und/oder Einspritzung der Brennkraftmaschine, nachdem bereits eine Stoppanforderung, beispielsweise durch eine von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung, auf der das erfindungsgemäße Verfahren abläuft, festgestellte Entlastung des Fahrpedals durch den Fahrer. Die Zeitachse der 1b ist an der Achse des Kurbelwellenwinkels KW von 1a ausgerichtet: zu einem ersten Zeitpunkt t1 durchläuft die Brennkraftmaschine den ersten Totpunkt T1, zu einem zweiten Zeitpunkt t2 den zweiten Totpunkt T2, zu einem dritten Zeitpunkt t3 den dritten Totpunkt T3, und zu einem vierten Zeitpunkt t4 den vierten Totpunkt T4. Wie dargestellt fällt die Drehzahl n der Brennkraftmaschine ab, da die Brennkraftmaschine ausläuft. Dies hat zur Folge, dass die Zeitachse nicht linear zu lesen ist, sondern dass die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten umgekehrt proportional zur Drehzahl n der Brennkraftmaschine länger werden.
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Die Drehzahl n der Brennkraftmaschine fällt näherungsweise linear ab, wobei zu den Totpunkten eine charakteristische Modulation diesem linearen Abfall aufgeprägt ist. Diese Modulation rührt von den Gasfedern des im Verdichtungstakt bzw. im Arbeitstakt befindlichen Zylinders her. Beispielsweise zum zweiten Zeitpunkt t2 stellt die Steuer- und/oder Regeleinrichtung fest, dass die Drehzahl n der Brennkraftmaschine unter einen Drehzahlschwellenwert ns abgefallen ist. Es wird ein Druckerhöhungszeitpunkt tP festgelegt, zudem der Druck zunächst in dem im Einlasstakt befindlichen ersten Zylinder ZYL1 und dann zu dem als nächstes in den Einlasstakt gehenden zweiten Zylinder ZYL2 erhöht werden soll.
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1c zeigt den Verlauf eines Druckes P über der Zeit t im Saugrohr. Nicht dargestellt ist ein Absinken des Drucks P im Saugrohr nach einem Schließen der Drosselklappe im Anschluss an die erfasste Stoppanforderung. Der Saugrohrdruck beträgt einen niedrigen Ausgangsdruck P0, und von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung wird vorgegeben, dass sich dieser Saugrohrdruck P bis zum Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS, der dem Kurbelwellenwinkel KWEVS entspricht, zu dem das Einlassventil des zweiten Zylinders ZYL2 schließt, auf den Zieldruck P1 ansteigt. Von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung wird die Drosselklappe so angesteuert, dass der Druck im Saugrohr zwischen Druckerhöhungszeitpunkt tP bzw. dem zugehörigen Druckerhöhungskurbelwellenwinkel KWP bis zum Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS bzw. dem Einlassventil-Schließ-Kurbelwellenwinkel KWEVS auf den Zieldruck P1 ansteigt.
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Nach Durchlaufen des dritten Totpunkts T3 geht der zweite Zylinder ZYL2 in seinem Einlasstakt, und saugt eine gegenüber dem ersten Zylinder ZYL1 erhöhte Luftmenge an. Dies führt dazu, dass nach dem vierten Totpunkt T4, wenn der zweite Zylinder ZYL2 in seinen Verdichtungstakt geht und der erste Zylinder ZYL1 in seinen Arbeitstakt, die Kompression der Gasfeder den zweiten Zylinder ZYL2 so stark ist, dass die Drehzahl n der Brennkraftmaschine zu einem Pendelzeitpunkt tosc auf Null abfällt, und die Brennkraftmaschine zu einem Anhaltezeitpunkt tstop zum Stillstand kommt.
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Das Verfahren zur Kontrolle des Drucks von Ausgangsdruck P0 zu Zieldruck P1, das in 1 von einem schwarzen Kasten eingefasst ist, ist im Folgenden in 2 detailliert dargestellt. Dargestellt sind zeitlichen Verläufe einer Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks, eines von einem Saugrohrdrucksensor ermittelten Saugrohrdrucks PSR, der Drehzahl n der Brennkraftmaschine, einer Stellung DK der Drosselklappe, und eines Ansteuersignals DKcom der Drosselklappe. Die Drehzahl n der Brennkraftmaschine wird beispielsweise von einem Kurbelwellenwinkelsensor an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung übermittelt, der Saugrohrdruck PSR von einem Saugrohrdrucksensor. Die Ansteuerung DKcom der Drosselklappe wird beispielsweise von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung an einen Steller der Drosselklappe übermittelt.
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Zu Beginn des Verfahrens ist die Regelung inaktiv, weshalb die Sollwertvorgabe für den Saugrohrdruck Pcom auf einem niedrigen Wert konstant ist, beispielsweise bei Null. Die Ansteuerung DKcom der Drosselklappe ist bis zum Druckerhöhungszeitpunkt tP ebenfalls konstant auf einem niedrigen Wert. In diesem stationären und daher eingeschwungenen Zustand entspricht die Drosselklappenstellung DK dem Ansteuersignal DKcom der Drosselklappe. Die Drehzahl n der Brennkraftmaschine fällt während des Verfahrens in der dargestellten charakteristischen Weise ab. Zum Druckerhöhungszeitpunkt tP wird die Ansteuerung DKcom der Drosselklappe auf den initialen Sollwert DKi der Drosselklappe eingestellt.
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Aufgrund der Trägheit der Drosselklappe folgt die Drosselklappenstellung DK dem Ansteuersignal DKcom der Drosselklappe, allerdings mit geringer Verzögerung. Ebenso wird zum Druckerhöhungszeitpunkt tP vom Saugrohrdrucksensor der Druck im Saugrohr gemessen, und in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung als Ausgangsdruck P0 gespeichert. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung berechnet den zeitlichen Verlauf der Sollwertvorgabe Pcom der des Saugrohrdrucks zwischen einem Regelungszeitpunkt tCL, zu dem die Regelung beginnt, und dem Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS, zudem die Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks auf den Zieldruck P1 ansteigt, beispielsweise auf 780mbar.
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Der Regelungszeitpunkt tCL ist dabei so gewählt, dass zwischen Druckerhöhungszeitpunkt tP und Regelungszeitpunkt tCL für die Steuer- und/oder Regeleinrichtung hinreichend Zeit ist, die Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks zu ermitteln. Wenn also beispielsweise die Ermittelung der Sollwertvorgabe Pcom bis zu 10ms dauert (diese Dauer wird vorteilhafterweise durch die Spezifikation der Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Verbindung mit dem Algorithmus zur Ermittelung der Sollwertvorgabe Pcom ermittelt), so ist der Regelungszeitpunkt tCL beispielsweise als Druckerhöhungszeitpunkt tP plus diese 10ms zu wählen.
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Zum Druckerhöhungszeitpunkt tP öffnet die Drosselklappe erstmals weiter, so dass auch der Druck PSR im Saugrohr leicht ansteigt. Zum Regelungszeitpunkt tCL wird eine Abweichung zwischen Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks und dem ermittelten Saugrohrdruck PSR ermittelt, und entsprechend dieser Regelabweichung eine schwankende Ansteuerung DKcom der Drosselklappe durchgeführt. Die Drosselklappenstellung DK folgt dieser Ansteuerung DKcom der Drosselklappe. Der ermittelte Saugrohrdruck PSR steigt bis zum Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS in guter Näherung bis zum Zieldruck P1, und schießt sogar ein bisschen über.
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Nach dem Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS wird die Regelung deaktiviert, und die Steuerung DKcom der Drosselklappe fällt auf einen sehr niedrigen Wert ab, so dass die Drosselklappe langsam schließt, was an der Drosselklappenstellung DK ablesbar ist. Da zu diesem Zeitpunkt kein Zylinder mit geöffnetem Einlassventil in seinen Einlasstakt ist, bleibt der Saugrohrdruck PSR näherungsweise konstant.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu einem Schritt 1000 wird eine Stoppanforderung durch den Fahrer ermittelt. beispielsweise entlastet der Fahrer das Fahrpedal, so dass eine Start-Stopp-Automatik in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung erkennt, dass es günstig ist, die Brennkraftmaschine anzuhalten. Nach erfasster Stoppanforderung folgt Schritt 1010, indem Maßnahmen zum Anhalten der Brennkraftmaschine eingeleitet werden. Beispielsweise werden Zündung und/oder Einspritzung abgeschaltet. Aus Komfortgründen wird die Drosselklappe geschlossen. Es folgt Schritt 1020, indem überprüft wird, ob die Drehzahl n der Drosselklappe unter den vorgebbaren Drehzahlschwellenwert ns gefallen ist. Schritt 1020 wird so lange wiederholt, bis die Drehzahl n unter den Drehzahlschwellenwert ns gefallen ist. Dann folgt Schritt 1030.
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In Schritt 1030 werden die Parameter festgelegt, die das Auslaufverhalten der Brennkraftmaschine bestimmen. Dies sind Druckerhöhungszeitpunkt tP und Zieldruck P1. Druckerhöhungszeitpunkt tP und Zieldruck P1 werden, beispielsweise über Kennfelder, aus der gewünschte Füllung des im Einlasstakt befindlichen zweiten Zylinders ZYL2 und der sich daraus ergebenden Federkraft der Gasfeder im Zylinder ermittelt.
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Druckerhöhungszeitpunkt tP und Zieldruck P1 werden beispielsweise so gewählt, dass die Brennkraftmaschine zum Stillstand kommt, wenn der zweite Zylinder ZYL2 in seinem nächsten Verdichtungstakt ist. Es folgt Schritt 1040, der zum Druckerhöhungszeitpunkt tP durchgeführt wird. Zum Druckerhöhungszeitpunkt tP wird der Ausgangsdruck P0 im Saugrohr bestimmt, und die Ansteuerung DKcom der Drosselklappe auf einen initialen Sollwert DKi gesetzt. Ferner wird der Regelungszeitpunkt tCL bestimmt.
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Es folgt Schritt 1050, in dem die Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks zwischen Regelungszeitpunkt tCL und Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS bestimmt wird. Die Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks wird dabei so berechnet, dass sie vom Ausgangsdruck P0 zum Druckerhöhungszeitpunkt tP auf den Zieldruck P1 zum Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS ansteigt.
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Es folgt Schritt 1060, in dem zunächst der Regelungszeitpunkt tCL abgewartet wird. Ab dem Regelungszeitpunkt tCL regelt ein Regler, im Ausführungsbeispiel ein PD-Regler, die Regelabweichung, also die Abweichung zwischen der Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks minus ermitteltem Saugrohrdruck PSR durch eine Stellung der Ansteuerung DKcom der Drosselklappe. Es folgt Schritt 1070, in dem überprüft wird, ob der Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS bereits erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, wird zurückverzweigt zu Schritt 1060, und das Regelverfahren fortgesetzt. Ist der Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS erreicht, folgt Schritt 1080, bei dem das Verfahren endet.
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Anstelle einer zeitbasierten Regelung mit Druckerhöhungszeitpunkt tP und Regelungszeitpunkt tCL und Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS ist es selbstverständlich auch möglich, das Verfahren winkelbasiert durchzuführen, d. h. durch die Vorgabe von Kurbelwellenwinkeln anstelle von Zeitpunkten.
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4 zeigt beispielhaft eine Reglerstruktur des Reglers, der die Regelung des Saugrohrdrucks durchführt. Der Regler ist beispielsweise integriert in die Steuerund/oder Regeleinrichtung 100. Zu einem Sollwertvorgabeblock 110 werden der zum Druckerhöhungszeitpunkt tP ermittelte Ausgangsdruck P0, der von einem nicht dargestellten Block ermittelte Zieldruck P1, der von einem weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Block ermittelte Regelungszeitpunkt tCL und der beispielsweise aus einer Tabelle ermittelte Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS übermittelt. Hieraus wird die Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks ermittelt, und einem Differenzglied 120 zugeführt.
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Dem invertierten Eingang des Differenzglieds 120 wird der vom Saugrohrdrucksensor ermittelte Saugrohrdruck PSR zugeführt. Die Differenz dieser beiden Größen wird dem eigentlichen Regler 130 zugeführt. Ebenfalls dem Regler zugeführt wird der initiale Sollwert DKi der Drosselklappe.
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Der Regler 130 berechnet aus Regelabweichung und/oder initialem Sollwert DKi die in diesem Schritt anstehende Ansteuerung DKcom der Drosselklappe. Das Ansteuersignal DKcom der Drosselklappe wird dem Steller 140 der Drosselklappe übermittelt. Der Steller 140 der Drosselklappe stellt die Drosselklappe so, dass sie (mit der ihr eigenen Trägheit) der Ansteuerung DKcom der Drosselklappe folgt. Entsprechend der Stellung der Drosselklappe ändert sich der Druck im Saugrohr, der vom Saugrohrdrucksensor 150 ermittelt wird. Der so ermittelte Saugrohrdruck PSR wird dem Differenzglied 120 wiederum zugeführt. Dieses Regelverfahren wird beispielsweise bei jedem Takt der Steuer- und/oder Regeleinrichtung durchgeführt.
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Es sind auch andere Regelkonzepte möglich, beispielsweise ein PI-Regler oder ein P-Regler. Der zeitliche Verlauf der Sollwertvorgabe Pcom des Saugrohrdrucks muss nicht zwangsweise, wie in 2 dargestellt, näherungsweise linear sein. Insbesondere ist es möglich, dass der zeitliche Gradient nicht gleichmäßig gewählt wird.
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Insbesondere ist es möglich, dass der Gradient als Funktion des Kurbelwellenwinkels gleichmäßig gewählt wird (weshalb der zeitliche Gradient wegen der zeitlich veränderlichen Umdrehungszahl der Kurbelwelle nicht konstant ist). Es ist aber auch möglich, einen Gradienten als Funktion des Kurbelwellenwinkels nichtkonstant vorzugeben, beispielsweise derart, dass er zunächst flach und dann zunehmend steil ansteigt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Luftmenge im ersten Zylinder ZYL1 sehr klein und die Luftmenge im zweiten Zylinder ZYL2 groß gewählt werden kann, was zu einem besonders frühen Stoppen der Brennkraftmaschine führt.
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5 zeigt analog zu 1 charakteristische Größen bei der Durchführung einer alternativen Ausführungsform der Erfindung. Die Bezeichnungen sind analog zu 1. Beschrieben werden hier lediglich die Unterschiede zu 1. 5c zeigt über das in 1 dargestellte hinaus einen zusätzlichen Einlassvetil-schließt-Zeitpunkt tEVS_a, zu dem das Einlassventil des ersten Zylinders ZYL1 schließt, und den entsprechenden Kurbelwellenwinkel KWEVS_a.
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Zum Druckerhöhungszeitpunkt tP wird der Saugrohrdruck analog zu dem in 2 bis 4 beschriebenen Verfahren so eingestellt, dass ein er zum zusätzlichen Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS_a auf einen zusätzlichen Zieldruck P1_a ansteigt. Der Druck im ersten Zylinder zu diesem zusätzlichen Einlassventilschließt-Zeitpunkt tEVS_a entspricht damit auch diesem zusätzlichen Zieldruck P1_a. Anschließend wird im weiteren Verlauf des Verfahrens der Druck P derart geregelt, dass er bis zum Einlassventil-schließt-Zeitpunkt tEVS, zu dem das Einlassventil des zweiten Zylinders ZYL2 schließt, auf den Zieldruck P1 ansteigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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