DE102016006478B4 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschinen - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschinen Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), die wenigstens einen in einem Zylinder linear zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verlagerbaren Kolben (3) sowie eine Stelleinrichtung (8) zum Einstellen eines bestimmten Verdichtungsverhältnisses in dem Zylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung (8) der Kolben (3) in dem Zylinder in eine von dem oberen Totpunkt beabstandete Position verlagert wird, wobei das Verlagern des Kolbens (3) durch Antreiben einer Kurbelwelle (2) der Brennkraftmaschine (1) mittels einer elektrischen Maschine erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die wenigstens einen in einem Zylinder linear zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verlagerbaren Kolben sowie eine Stelleinrichtung zum Einstellen eines bestimmten Verdichtungsverhältnisses in einem Zylinder aufweist, wobei bei einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung der Kolben in dem Zylinder in eine von dem oberen Totpunkt beabstandete Position verlagert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.
  • Die Brennkraftmaschine dient beispielsweise einem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, also dem Bereitstellen eines für das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Die Brennkraftmaschine weist zudem wenigstens einen Zylinder auf, in welchem der Kolben linear verlagerbar angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine selbstverständlich mehrere Zylinder auf, wobei in jedem der Zylinder ein derartiger Kolben angeordnet ist. Der Kolben ist zwischen seinem oberen Totpunkt und seinem unteren Totpunkt verlagerbar, wobei die Totpunkte jeweils Wendepunkte der Verlagerung des Kolbens darstellen. In den Totpunkten kehrt sich mithin die Verlagerungsrichtung des Kolbens um.
  • Die Brennkraftmaschine verfügt weiterhin über die Stelleinrichtung, mittels welcher das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine beziehungsweise das Verdichtungsverhältnis in dem wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann. An der Stelleinrichtung wird hierzu ein Sollverdichtungsverhältnis eingestellt, woraufhin diese ein Istverdichtungsverhältnis in Richtung des Sollverdichtungsverhältnisses verändert oder - falls das Istverdichtungsverhältnis bereits dem Sollverdichtungsverhältnis entspricht - auf dem Sollverdichtungsverhältnis hält.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift EP 2 578 847 A1 bekannt, die eine fremdgezündete Brennkraftmaschine betrifft. Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2007 016 122 A1 ein Zündzeitsteuerungssystem und -verfahren für einen Verbrennungsmotor, die Druckschrift US 5 476 074 A einen Kolben mit veränderlicher Höhe für eine Brennkraftmaschine sowie die Druckschrift DE 10 2010 045 221 A1 einen Stahlkolben für Verbrennungsmotoren.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere Beschädigungen einer Brennkraftmaschine aufgrund unterschiedlicher Materialausdehnungen zuverlässig verhindert. Weiterhin soll eine entsprechende Brennkraftmaschine vorgeschlagen werden.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Verlagern des Kolbens durch Antreiben einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mittels einer elektrischen Maschine erfolgt. Grundsätzlich ist vorgesehen, dass bei einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung der Kolben in dem Zylinder in eine von dem oberen Totpunkt beabstandete Position verlagert wird.
  • Vor dem Starten der Brennkraftmaschine wird insoweit zunächst geprüft, ob die Stelleinrichtung funktionsfähig ist oder ob die Fehlfunktion vorliegt. Ist die Stelleinrichtung funktionsfähig, so wird das Starten zugelassen und nachfolgend vorzugsweise durchgeführt. Das Starten der Brennkraftmaschine erfolgt beispielsweise aus dem Stillstand. Während des Startens wird die Brennkraftmaschine auf eine bestimmte Drehzahl, beispielsweise eine Minimaldrehzahl oder eine Leerlaufdrehzahl, gebracht.
  • Unter der Minimaldrehzahl ist eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zu verstehen, ab welcher diese selbsttätig betrieben werden kann, also ohne den Einfluss eines auf das Antreiben der Brennkraftmaschine gerichteten externen Drehmoments. Die Leerlaufdrehzahl beschreibt dagegen eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei welcher diese im lastfreien Zustand betrieben wird, also wenn die Brennkraftmaschine von weiteren Bereichen eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs entkoppelt ist. Die Leerlaufdrehzahl wird üblicherweise derart gewählt, dass ein möglichst geräuscharmer, kraftstoffsparender und emissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine realisiert ist. Die Leerlaufdrehzahl ist vorzugsweise größer als die Minimaldrehzahl. Nach dem Starten der Brennkraftmaschine wird die Brennkraftmaschine befeuert betrieben, also unter Kraftstoffzufuhr, insbesondere bei ihrer Leerlaufdrehzahl.
  • Wird vor dem Starten der Brennkraftmaschine die Fehlfunktion der Stelleinrichtung festgestellt, kann also das momentan eingestellte Sollverdichtungsverhältnis und mithin auch das momentan vorliegenden Istverdichtungsverhältnis nicht verändert werden, so ist es sinnvoll, sicherzustellen, dass dennoch ein sicherer Start der Brennkraftmaschine erfolgen kann.
  • In dem oberen Totpunkt ist der Abstand zwischen dem Kolben und wenigstens einem Gaswechselventil des Zylinders am geringsten. Somit besteht nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine die Gefahr, dass es bei einer Verringerung der Temperatur der Brennkraftmaschine in Richtung der Umgebungstemperatur zu einer Verringerung des Abstands zwischen dem Kolben und dem Gaswechselventil oder sogar einer Kollision des Kolbens mit dem Gaswechselventil kommt. Bei einer solchen Kollision können das Gaswechselventil und/oder der Kolben beschädigt werden, sodass ein weiteres Betreiben der Brennkraftmaschine nicht möglich ist.
  • Eine solche Kollision wird üblicherweise verhindert, indem bei dem Abstellen oder nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine das Verdichtungsverhältnis in dem Zylinder mithilfe der Stelleinrichtung verringert wird, wobei das Sollverdichtungsverhältnis für den Zylinder derart eingestellt wird, dass eine Kollision zwischen dem Kolben und dem Gaswechselventil bei dem Abkühlen der Brennkraftmaschine sicher verhindert wird. Ist dies aufgrund der Fehlfunktion der Stelleinrichtung nicht möglich, so muss die Kollision auf andere Art und Weise verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß wird dies erzielt, indem der Kolben in dem Zylinder in eine von dem oberen Totpunkt beabstandete Position verlagert wird. Besonders bevorzugt erfolgt dies bei dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine, insbesondere jedoch vor einer nennenswerten Temperaturveränderung der Brennkraftmaschine. Beispielsweise wird zum Verlagern des Kolbens in dem Zylinder nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine, also aus dem Stillstand der Brennkraftmaschine heraus, die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mithilfe einer elektrischen Maschine, beispielsweise eines Startergenerators, insbesondere eines Riemenstartergenerators, angetrieben.
  • Verfügt die Brennkraftmaschine über mehrere Zylinder, so werden vorzugsweise alle Kolben derart verlagert, dass sie von ihrem jeweiligen oberen Totpunkt beabstandet angeordnet sind. Beispielsweise werden dabei die Zylinder derart angeordnet, dass die Summe ihrer Abstände zu dem oberen Totpunkt einem globalen Maximum entspricht, also den größtmöglichen Wert darstellt.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verlagern des Kolbens mittels einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Starters der Brennkraftmaschine, erfolgt. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Die elektrische Maschine kann lediglich zeitweise oder permanent mit der Brennkraftmaschine in Wirkverbindung stehen. Als elektrische Maschine kann beispielsweise der Starter der Brennkraftmaschine verwendet werden, welcher insbesondere als Startergenerator beziehungsweise als Riemenstartergenerator vorliegt. Alternativ kann jedoch auch eine der Brennkraftmaschine nebengeordnete Traktionsmaschine zum Verlagern des Kolbens herangezogen werden, sofern diese von Rädern des Kraftfahrzeugs entkoppelbar ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verlagern des Kolbens bei oder nach einem dem Starten vorhergehenden Abstellen der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Auch hierauf wurde bereits hingewiesen. Die Verringerung des Abstands zwischen dem Kolben und seinem oberen Totpunkt aufgrund des Abkühlens ergibt sich insbesondere aus der Verwendung unterschiedlicher Materialien oder von Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten für ein Zylinderkurbelgehäuse einerseits und ein Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine andererseits.
  • Das Zylinderkurbelgehäuse nimmt den Zylinder auf beziehungsweise bildet diesen aus. Der Kurbeltrieb dient einer Umsetzung der linearen Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung, insbesondere einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Die Stelleinrichtung kann ebenfalls Bestandteil des Kurbeltriebs sein, insbesondere falls die Stelleinrichtung als Mehrgelenkskurbeltrieb ausgestaltet ist. Beispielsweise besteht das Zylinderkurbelgehäuse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, während der Kurbeltrieb wenigstens teilweise aus Stahl oder einer anderen Eisenlegierung besteht.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass vor dem Starten der Brennkraftmaschine ein momentan eingestelltes Istverdichtungsverhältnis mit einem Maximalverdichtungsverhältnis verglichen und das Starten der Brennkraftmaschine bei einem Überschreiten des Maximalverdichtungsverhältnisses durch das Istverdichtungsverhältnis unterbunden wird. Es wird angenommen, dass die Brennkraftmaschine sicher gestartet werden kann, wenn das momentan eingestellte Sollverdichtungsverhältnis oder Istverdichtungsverhältnis kleiner ist als das Maximalverdichtungsverhältnis. Wird festgestellt, dass sowohl die Fehlfunktion der Stelleinrichtung vorliegt als auch das Istverdichtungsverhältnis größer ist als das Maximalverdichtungsverhältnis, so wird das Starten der Brennkraftmaschine unterbunden, also nicht zugelassen. Ist dagegen das Istverdichtungsverhältnis kleiner oder höchstens gleich dem Maximalverdichtungsverhältnis, so wird das Starten der Brennkraftmaschine trotz der Fehlfunktion, also gerade auch bei dem Vorliegen der Fehlfunktion der Stelleinrichtung, zugelassen und vorzugsweise nachfolgend durchgeführt.
  • Es kann vorgesehen sein, die Isttemperatur bei dem Abstellen der Brennkraftmaschine festzustellen und bei Auftreten der Fehlfunktion der Stelleinrichtung das Starten der Brennkraftmaschine in jedem Fall zu unterbinden, wenn die Isttemperatur größer ist als die Mindesttemperatur. Bei sehr großer Isttemperatur kann davon ausgegangen werden, dass nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine der Abstand zwischen dem Kolben und seinem oberen Totpunkt stark abgenommen hat. Mit besonders hoher Genauigkeit kann dies festgestellt werden, wenn sowohl die Isttemperatur bei dem Abstellen als auch die Isttemperatur unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine festgestellt wird. Aus diesen beiden Isttemperaturen wird eine Temperaturdifferenz ermittelt. Überschreitet die Temperaturdifferenz eine Maximaltemperaturdifferenz, so wird das Starten der Brennkraftmaschine unterbunden und anderenfalls zugelassen. Es kann auch vorgesehen sein, den Mindestabstand des Kolbens von seinem oberen Totpunkt in Abhängigkeit von der Isttemperatur und/oder der Temperaturdifferenz zu ermitteln. Dabei ist bevorzugt der Abstand umso größer, je größer die Isttemperatur beziehungsweise die Temperaturdifferenz ist.
  • Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein den Zylinder aufweisendes Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine und zumindest ein Bestandteile eines Kurbeltriebs der Brennkraftmaschine aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen. Das Zylinderkurbelgehäuse nimmt den Zylinder wenigstens bereichsweise auf. Beispielsweise schließt es den Zylinder gemeinsam mit einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ein. In dem Zylinderkurbelgehäuse ist zusätzlich zu dem Zylinder der Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine angeordnet, welcher wenigstens aus der Kurbelwelle besteht. Zusätzlich zu der Kurbelwelle kann der Kurbeltrieb die Stelleinrichtung, insbesondere den Mehrgelenkskurbeltrieb, aufweisen. Der Kurbeltrieb ist vorzugsweise in einem Kurbelraum des Zylinderkurbelgehäuses angeordnet.
  • Weil das Zylinderkurbelgehäuse und der Kurbeltrieb aus den Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen, kann es zu der vorstehend erläuterten Problematik kommen, dass nämlich sich bei einem Abkühlen der Brennkraftmaschine, beispielsweise ausgehend von ihrer Betriebstemperatur, der Abstand zwischen dem Kolben und dem Gaswechselventil während eines Stillstands der Brennkraftmaschine verringert. Hierbei kann es zu der Kollision zwischen dem Kolben und dem Gaswechselventils kommen. Dies wird durch die vorstehend beschriebene Vorgehensweise jedoch zuverlässig verhindert. Beispielsweise besteht das Zylinderkurbelgehäuse zumindest teilweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Der Kurbeltrieb kann dagegen zumindest teilweise aus Stahl hergestellt sein.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen in einem Zylinder linear zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verlagerbaren Kolben sowie eine Stelleinrichtung zum Einstellen eines bestimmten Verdichtungsverhältnisses in dem Zylinder aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, bei einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung den Kolben in dem Zylinder in eine von dem oberen Totpunkt beabstandete Position zu verlagern, und dass das Verlagern des Kolbens durch Antreiben einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mittels einer elektrischen Maschine erfolgt.
  • Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine wird bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
    • 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Brennkraftmaschine, sowie
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Brennkraftmaschine 1, welche beispielsweise als Reihenbrennkraftmaschine, insbesondere als Viertakt-Vierzylinder- Reihenbrennkraftmaschine vorliegt. Die Brennkraftmaschine 1 verfügt eine Kurbelwelle 2 und wenigstens einen Kolben 3 (hier: vier Kolben 3). Der Kolben 3 beziehungsweise die Kolben 3 sind jeweils in einem von hier nicht dargestellten Zylindern der Brennkraftmaschine 1 linear beweglich gelagert. Jeder der Kolben 3 ist über eine Kolbenpleuelstange 4 mit der Kurbelwelle 2 wirkverbunden.
  • Die Kurbelwelle 2 ist beispielsweise in hier nicht dargestellten Wellenlagern eines ebenfalls nicht dargestellten Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine 1 drehbar gelagert und weist mehrere der Lagerung dienende zylindrische Wellenzapfen sowie wenigstens einen Hubzapfen (hier nicht erkennbar) auf, dessen Längsmittelachse parallel zu einer Drehachse 5 der Kurbelwelle 2 versetzt ist. Üblicherweise liegen ebenso viele Hubzapfen wie Kolben 3 beziehungsweise Kolbenpleuelstangen 4 vor, sodass in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier Hubzapfen vorgesehen sind, deren Längsmittelachsen in unterschiedlichen Winkelausrichtungen parallel zu der Drehachse 5 der Kurbelwelle 2 versetzt sind.
  • Die Brennkraftmaschine 1 umfasst weiter eine Exzenterwelle 6, die eine zur Drehachse 5 der Kurbelwelle 2 parallele Drehachse 7 aufweist. Die Exzenterwelle 6 ist beispielsweise neben der Kurbelwelle 2 sowie etwas unterhalb von dieser in dem Zylinderkurbelgehäuse drehbar gelagert. Sie ist über einen Mehrgelenkskurbeltrieb 8 mit der Kurbelwelle 2 gekoppelt. Neben der Kurbelwelle 2 und der Exzenterwelle 6 umfasst der Mehrgelenkskurbeltrieb 8 wenigstens ein Koppelglied 9, welches auf dem Hubzapfen der Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist. Üblicherweise sind ebenso viele Koppelglieder 9 wie Kolben 3 beziehungsweise Kolbenpleuelstangen 4 vorhanden, sodass in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier Koppelglieder 9 vorliegen, die jeweils auf einem der Hubzapfen der der Kurbelwelle 2 drehbar gelagert sind.
  • Jedes der Koppelglieder 9 weist einen Hubarm 10 auf, der über ein Schwenkgelenk 11 schwenkbar mit einem unteren Ende von einem der Kolbenpleuelstangen 4 verbunden ist. Ein oberes Ende der jeweiligen Kolbenpleuelstange 4 ist über ein weiteres Schwenkgelenk 12 am zugehörigen Kolben 3 angelenkt. Insgesamt ist also jeder der Kolben 3 über die jeweilige Kolbenpleuelstange 4 und das jeweilige Koppelglied 9 mit der Kurbelwelle 2 wirkverbunden.
  • Der Mehrgelenkskurbeltrieb 8 umfasst weiter eine der Anzahl der Kolbenpleuelstangen 4 und der Koppelglieder 9 entsprechende Anzahl von Anlenkpleuelstangen 13. Diese sind vorzugsweise ungefähr parallel zu den Kolbenpleuelstangen 4 ausgerichtet und in axialer Richtung der Kurbelwelle 2 und der Exzenterwelle 6 jeweils in etwa derselben Ebene wie die dazugehörige Kolbenpleuelstange 4, jedoch auf der entgegengesetzten Seite der Kurbelwelle 2, angeordnet. Jede Anlenkpleuelstange 13 umfasst eine Pleuelstange 14 und zwei an entgegengesetzten Enden der Pleuelstange 14 angeordnete Pleuelaugen 15 und 16, insbesondere mit unterschiedlichen inneren Durchmessern.
  • Das Pleuelauge 16 jeder Anlenkpleuelstange 13 am unteren Ende der Pleuelstange 14 umgibt einen in Bezug zur Drehachse der Exzenterwelle 6 exzentrischen Hubzapfen 17 der Exzenterwelle 6, auf dem die Anlenkpleuelstange 13 mittels eines Drehlagers 18 drehbar gelagert ist. Das Pleuelauge 15 am oberen Ende der Pleuelstange 14 jeder Anlenkpleuelstange 13 bildet einen Teil eines Schwenkgelenks 9 zwischen der Anlenkpleuelstange 13 und einem Koppelarm 20 des benachbarten Koppelglieds 9, der auf der zum Hubarm 10 entgegengesetzten Seite der Kurbelwelle 2 über diese übersteht. Die Exzenterwelle 6 weist zwischen benachbarten exzentrischen Hubzapfen 17 sowie an ihren Stirnenden zur Lagerung der Exzenterwelle 6 in Wellenlagern dienende, zur Drehachse 7 koaxiale Wellenabschnitte 21 auf.
  • Abgesehen von einer variablen Verdichtung kann mittels der zuvor beschriebenen Anordnung auch die Neigung der Kolbenpleuel 4 in Bezug zur Zylinderachse der zugehörigen Zylinder während der Drehung der Kurbelwelle 2 verringert werden, was zu einer Verringerung der Kolbenseitenkräfte und damit der Reibungskräfte zwischen dem Kolben 3 und Zylinderwänden der Zylinder führt. Insgesamt kann mit dem hier beschriebenen Mehrgelenkskurbeltrieb 8 ein Arbeitshub der Kolben 3 in Abhängigkeit von einem momentanen Arbeitstakt der Brennkraftmaschine 1 gewählt werden. Insoweit stellt der Mehrgelenkskurbeltrieb 8 eine Stelleinrichtung zum Verstellen des Istverdichtungsverhältnisses in den Zylindern dar.
  • Weiter weist die Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise der Mehrgelenkskurbeltrieb 8 eine Stellvorrichtung 22 auf, mittels welcher die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle 6 innerhalb eines bestimmten Drehwinkelbereichs einstellbar ist. Die Stellvorrichtung 22 verfügt über ein Getriebe 23 mit einem auf der Exzenterwelle 6 drehfest angeordneten Abtriebsrad 24. Ein mit dem Abtriebsrad 24 wirkverbundenes Antriebselement 25 ist mittels einer Antriebseinrichtung 26 antreibbar. Die Antriebseinrichtung 26 ist beispielsweise ein kleinbauender Elektromotor, welcher insbesondere bei hoher Drehzahl, jedoch mit niedrigem Drehmoment betrieben wird.
  • Das Getriebe 23 liegt in der hier dargestellten Ausführungsform als Schneckengetriebe vor. Das bedeutet, dass das Antriebselement 25 als Schnecke und das Abtriebsrad 24 als Schneckenrad ausgebildet ist. Das Schneckengetriebe ist vorzugsweise nicht selbsthemmend ausgebildet. Das bedeutet, dass sowohl eine Drehbewegung der Antriebseinrichtung 26 auf das Abtriebsrad 24 übertragen wird, als auch in die umgekehrte Richtung. Alternativ kann selbstverständlich eine selbsthemmende Ausführungsform des Schneckengetriebes realisiert sein. Das Antriebselement 25 ist auf einer Antriebswelle 27 angeordnet beziehungsweise drehfest mit dieser verbunden. Die Antriebswelle 27 ist über ein Übersetzungsgetriebe 28, welches als Planetengetriebe ausgebildet ist, von der Antriebseinrichtung 26 antreibbar.
  • Die 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1. Das Verfahren beginnt in einem Startpunkt 29 und kommt insbesondere bei einem Abstellen der Brennkraftmaschine 1 zum Einsatz. Zunächst wird im Rahmen einer Operation 30 begonnen, die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 in Richtung des Stillstands zu verringern. Mithin wird also das Abstellen der Brennkraftmaschine 1 eingeleitet. Anschließend wird im Rahmen einer Abfrage 31 abgefragt, ob eine Fehlfunktion der Stelleinrichtung 8 der Brennkraftmaschine 1 vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren unmittelbar an einem Endpunkt 32 beendet. Anderenfalls, also im Falle der Fehlfunktion, wird im Rahmen einer Abfrage 33 geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine 1 bereits im Stillstand befindet, also eine Drehzahl von null vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird für die Abfrage 33 zurückverzweigt und entsprechend so lange gewartet, bis sich die Brennkraftmaschine 1 tatsächlich im Stillstand befindet.
  • Nachfolgend wird in einer Abfrage 34 geprüft, ob eine Isttemperatur der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise eine Kühlmitteltemperatur, größer ist als ein Schwellenwert. Ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren durch Verzweigen zu dem Endpunkt 32 unmittelbar beendet. Ist dagegen die Isttemperatur größer als der Schwellenwert, so wird im Rahmen einer Operation 35 sichergestellt, dass keiner der Kolben 3 in seinem oberen Totpunkt vorliegt, sondern vielmehr von diesem beabstandet ist. Anschließend wird erneut das Verfahren beendet.
  • Soll nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 1 diese erneut gestartet werden, so kann es vorgesehen sein, zunächst ein momentan eingestelltes Istverdichtungsverhältnis mit einem Maximalverdichtungsverhältnis zu vergleichen. Das Starten der Brennkraftmaschine wird nur dann zugelassen, wenn das Istverdichtungsverhältnis kleiner ist als das Maximalverdichtungsverhältnis. Anderenfalls wird es unterbunden. Auf diese Art und Weise kann sichergestellt werden, dass keine Beschädigungen der Brennkraftmaschine 1 aufgrund des Starts auftreten.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), die wenigstens einen in einem Zylinder linear zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verlagerbaren Kolben (3) sowie eine Stelleinrichtung (8) zum Einstellen eines bestimmten Verdichtungsverhältnisses in dem Zylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung (8) der Kolben (3) in dem Zylinder in eine von dem oberen Totpunkt beabstandete Position verlagert wird, wobei das Verlagern des Kolbens (3) durch Antreiben einer Kurbelwelle (2) der Brennkraftmaschine (1) mittels einer elektrischen Maschine erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagern des Kolbens (3) bei oder nach einem dem Starten vorhergehenden Abstellen der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Starten der Brennkraftmaschine (1) ein momentan eingestelltes Istverdichtungsverhältnis mit einem Maximalverdichtungsverhältnis verglichen und das Starten der Brennkraftmaschine bei einem Überschreiten des Maximalverdichtungsverhältnisses durch das Istverdichungsverhältnis unterbunden wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Zylinder aufweisendes Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine (1) und zumindest ein Bestandteil eines Kurbeltriebs der Brennkraftmaschine (1) aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen.
  5. Brennkraftmaschine (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (1) wenigstens einen in einem Zylinder linear zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verlagerbaren Kolben (3) sowie eine Stelleinrichtung (8) zum Einstellen eines bestimmten Verdichtungsverhältnisses in dem Zylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) dazu ausgebildet ist, bei einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung (8) den Kolben in dem Zylinder in eine von dem oberen Totpunkt beabstandete Position zu verlagern, wobei das Verlagern des Kolbens (3) durch Antreiben einer Kurbelwelle (2) der Brennkraftmaschine (1) mittels einer elektrischen Maschine erfolgt.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476074A (en) 1994-06-27 1995-12-19 Ford Motor Company Variable compression height piston for internal combustion engine
DE102007016122A1 (de) 2006-04-11 2007-10-18 Honda Motor Co., Ltd. Zündzeitsteuerungssystem und -verfahren für einen Verbrennungsmotor
DE102010045221A1 (de) 2010-09-13 2012-03-15 Daimler Ag Stahlkolben für Verbrennungsmotoren
EP2578847A1 (de) 2010-05-24 2013-04-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ottomotor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476074A (en) 1994-06-27 1995-12-19 Ford Motor Company Variable compression height piston for internal combustion engine
DE102007016122A1 (de) 2006-04-11 2007-10-18 Honda Motor Co., Ltd. Zündzeitsteuerungssystem und -verfahren für einen Verbrennungsmotor
EP2578847A1 (de) 2010-05-24 2013-04-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ottomotor
DE102010045221A1 (de) 2010-09-13 2012-03-15 Daimler Ag Stahlkolben für Verbrennungsmotoren

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