DE10301191A1

DE10301191A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10301191A1
Application number: DE10301191A
Authority: DE
Inventors: Axel Heinstein; Klaus Ries-Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: JP2004218637A; JP4317439B2; DE10301191B4

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Fahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (5) vorgeschlagen, die einen Direktstart ohne Anlasser ermöglichen. Bei einem Auslaufen des Verbrennungsmotors (5) wird mindestens ein erster Zylinder (10, 25) identifiziert, der in einer Kompressionsphase oder in einer Arbeitsphase zum Stehen kommen wird. Eine Füllung des mindestens einen ersten Zylinders (10, 25) auf einen vorgegebenen Wert wird eingestellt. Für einen Zeitpunkt kurz vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors (5), zu dem ein komprimierender Zylinder (10) nicht mehr über einen Kompressionshügel gebracht werden kann, wird mindestens ein zweiter Zylinder (15, 20) ausgewählt, dessen Einlass- oder Auslassventil (30, 35) dann geöffnet ist. Die Füllung des mindestens einen zweiten Zylinders (15, 20) wird so eingestellt, dass einer der Zylinder (25) in einer Arbeitsphase etwa einen ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach einem oberen Zündtotzeitpunkt zum Stillstand kommt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
Es sind bereits Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, bekannt.
Ferner ist eine Turboaufladung eines Verbrennungsmotors als effektive Maßnahme zur Leistungssteigerung und zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bekannt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass bei einem Auslaufen des Verbrennungsmotors mindestens ein erster Zylinder identifiziert wird, der in einer Kompressionsphase oder in einer Arbeitsphase zum Stehen kommen wird, dass eine Füllung des mindestens einen ersten Zylinders auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, dass für einen Zeitpunkt kurz vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors, zu dem ein komprimierender Zylinder nicht mehr über einen Kompressionshügel gebracht werden kann, mindestens ein zweiter Zylinder ausgewählt wird, dessen Einlass- oder Auslassventil dann geöffnet ist, und dass die Füllung des mindestens einen zweiten Zylinders so eingestellt wird, dass einer der Zylinder in einer Arbeitsphase etwa einen ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach einem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt. Auf diese Weise kann der Zylinder in der Arbeitsphase bei geeignetem ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt für einen Direktstart durch Einspritzung bei stehendem Verbrennungsmotor und Zündung nach erfolgter Gemischbildung verwendet werden. Der Motorhochlauf erfolgt dann ohne Betätigung eines Anlassers. Auf diese Weise kann das Start- und Hochlaufverhalten bei einem Direktstart des Verbrennungsmotors unterstützt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine erste Zylinder abhängig von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, der Zylinderfüllung und einer Öltemperatur ermittelt wird. Auf diese Weise lässt sich der mindestens eine erste Zylinder besonders zuverlässig identifizieren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der vorgegebene Wert für die Füllung des mindestens einen ersten Zylinders so eingestellt wird, dass der Zylinder, der in der Arbeitsphase zum Stillstand kommt, etwa einen zweiten vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt. Auf diese Weise kann eine definierte Ausgangsposition geschaffen werden, aus der heraus der Zylinder, der in der Arbeitsphase zum Stillstand kommt, durch die Füllung des mindestens einen zweiten Zylinders letztlich etwa den ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Füllung des mindestens einen zweiten Zylinders durch einen Verdichter auf einer Saugseite des Verbrennungsmotors oder in einer Sekundärluftleitung eingestellt wird. Auf diese Weise kann ein bereits vorhandener Verdichter dazu mitbenutzt werden, den Zylinder, der in der Arbeitsphase zum Stillstand kommt, für den vereinfachten Direktstart ohne Betätigung des Anlassers vorzubereiten. Durch Verwendung des Verdichters lassen sich außerdem im Vergleich zum Umgebungsdruck höhere Drücke im Saugrohr realisieren und damit die erforderliche Füllung für die Erreichung des zweiten vorgegebenen Kurbelwinkels nach dem oberen Zündtotpunkt für den Zylinder, der in der Arbeitsphase zum Stillstand kommt, sicher erreichen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verdichter elektrisch betrieben wird. Auf diese Weise lässt sich die erforderliche Füllung für den mindestens einen zweiten Zylinder unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors und damit beispielsweise unabhängig vom Abgasmassenstrom sicher einstellen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Verdichter in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem ersten vorgegebenen Kurbelwinkel und dem zweiten vorgegebenen Kurbelwinkel derart angesteuert wird, dass der Kolben des Zylinders in der Arbeitsphase vor seinem Stillstand vom zweiten vorgegebenen Kurbelwinkel zum ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt bewegt wird. Auf diese Weise lässt sich der Verdichter zur Einstellung der erforderlichen Füllung für den mindestens einen zweiten Zylinder definiert ansteuern.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Verdichter in Abhängigkeit der Differenz ein einzustellender Ladedruck vorgegeben wird. Auf diese Weise lässt sich die Ansteuerung des Verdichters besonders einfach über eine Ladedruckregelung realisieren, die einen im Saugrohr angeordneten, bereits vorhandenen Ladedrucksensor benutzen kann und daher keinen zusätzlichen Hardwareaufwand erfordert.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Füllung des mindestens einen ersten Zylinders mittels eines Verdichters, einer Drosselklappe und/oder einer verstellbaren Nockenwelle eingestellt wird. Auf diese Weise lässt sich die Füllung des mindestens einen ersten Zylinders besonders einfach und flexibel und in einem großen Wertebereich einstellen. Somit lassen sich nahezu beliebige Füllungswerte für den mindestens einen ersten Zylinder realisieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine,
2a) einen ersten Zylinder der Brennkraftmaschine,
2b) einen zweiten Zylinder der Brennkraftmaschine,
2c) einen dritten Zylinder der Brennkraftmaschine,
2d) einen vierten Zylinder der Brennkraftmaschine,
3a) ein Feder-Dämpfer-Modell für den ersten Zylinder,
3b) ein Feder-Dämpfer-Modell für den zweiten Zylinder,
3c) ein Feder-Dämpfer-Modell für den dritten Zylinder,
3d) ein Feder-Dämpfer-Modell für den vierten Zylinder,
4 einen Ablaufplan für einen ersten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und
5 einen Ablaufplan für einen zweiten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine, die einen Verbrennungsmotor 5 umfasst. Der Verbrennungsmotor 5 kann mehrere Zylinder umfassen, von denen einer in 1 beispielhaft dargestellt und durch das Bezugszeichen 90 gekennzeichnet ist. Einem Brennraum 110 des Zylinders 90 wird über ein Einlassventil 30 Frischluft von einem Saugrohr 95 zugeführt. Als Saugrohr wird dabei der Teil einer Luftzufuhr 115 bezeichnet, der sich zwischen einer Drosselklappe 55 und dem Einlassventil 30 befindet. Die Strömungsrichtung der zugeführten Frischluft ist in 1 durch einen Pfeil in der Luftzufuhr 115 gekennzeichnet. In Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 55 ist in der Luftzufuhr 115 gemäß dem Beispiel nach 1 ein Verdichter 40 angeordnet. Der Verdichter 40 kann beispielsweise ein ausschließlich elektrisch betriebener Verdichter sein oder der Verdichter eines Abgasturboladers oder eines Kompressors, der über einen zusätzlichen elektrischen Antrieb verfügt. Im Folgenden soll beispielhaft davon ausgegangen werden, dass der Verdichter 40 ein ausschließlich elektrisch betriebener Verdichter ist. Dem kann zusätzlich in Reihe der Verdichter eines Abgasturboladers oder eines Kompressors geschaltet sein.
Der Verdichter 40 kann mittels eines in 1 nicht dargestellten Bypasses mit einem Bypassventil umgangen werden. Je nach einzustellendem Ladedruck und damit je nach einzustellendem Betriebspunkt des Verdichters 40 kann dabei der Öffnungsgrad des Bypassventils von einer Motorsteuerung 70 angesteuert werden. Alternativ kann die Motorsteuerung 70 eine Drehzahl des Verdichters 40 zur Einstellung des gewünschten Ladedrucks einstellen. Im Falle eines Abgasturboladers kann der Bypass auch in einem Abgasstrang 100 der Brennkraftmaschine 1 zur Umgehung einer Turbine des Abgasturboladers angeordnet und mit einem Waste-Gate in dem Fachmann bekannter Weise zur Steuerung des Ladedrucks versehen sein.
Im Saugrohr 95 ist gemäß 1 vor der Drosselklappe 55 in Strömungsrichtung ein Ladedrucksensor 75 angeordnet, der den Ladedruck misst und an die Motorsteuerung 70 weiterleitet. Über ein Einspritzventil 80 wird Kraftstoff direkt in den Brennraum 110 des Zylinders 90 eingespritzt. Das sich im Brennraum 110 bildende Luft-/Kraftstoff-Gemisch wird von einer Zündkerze 85 gezündet. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist somit der Verbrennungsmotor 5 ein Otto-Motor mit Benzindirekteinspritzung und kann beispielsweise zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet werden. Durch die Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum 110 wird ein Kolben 50 des Zylinders 90 angetrieben, der seinerseits in dem Fachmann bekannter Weise eine Kurbelwelle antreibt. Über einen Drehzahlsensor 65 wird dabei eine Drehzahl des Verbrennungsmotors 5 erfasst und an die Motorsteuerung 70 weitergeleitet. Das verbrannte Abgas wird über ein Auslassventil 35 in einen Abgasstrang 100 ausgestoßen und dort gegebenenfalls einer Abgasnachbehandlung unterzogen. Dem Abgasstrang 100 kann, wie in 1 dargestellt, eine Sekundärluftleitung 105 zugeführt sein. Die Sekundärluftleitung dient dazu, Frischluft in den Abgasstrang 100 zu leiten, um eine Nachverbrennung von nicht verbranntem Kraftstoff im Abgasstrang 100 zu ermöglichen und dadurch eine in 1 nicht dargestellte Abgasnachbehandlungsvorrichtung, beispielsweise einen Katalysator in der Startphase des Verbrennungsmotors 5 aufzuheizen. Die Sekundärluft wird dabei über einen zweiten Verdichter 45 in der Sekundärluftleitung 105 verdichtet. Auch der zweite Verdichter 145 kann elektrisch betrieben sein und beispielsweise in Form einer Sekundärluftpumpe ausgebildet sein. Der zweite Verdichter 45 kann aber alternativ auch der Verdichter eines Sekundärluftladers sein, dessen Turbine in der Luftzufuhr 115 angeordnet ist. Dies ist in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Handelt es sich bei dem zweiten Verdichter 45 um den Verdichter eines Sekundärluftladers, so kann dieser ebenfalls zusätzlich elektrisch angetrieben werden. Im Folgenden soll beispielhaft jedoch angenommen werden, dass der zweite Verdichter 45 ausschließlich elektrisch betrieben wird, beispielsweise als Sekundärluftpumpe ausgebildet ist. Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nur der erste Verdichter 40 oder nur der zweite Verdichter 45 erforderlich. Dennoch können auch beide Verdichter 40, 45 zur Realisierung der Erfindung verwendet werden. Das Einlassventil 30 und das Auslassventil 35 können in dem Fachmann bekannter Weise durch eine Nockenwelle betätigt werden. Die Stellung der Nockenwelle kann durch einen Nockenwellensensor 60 erfasst und an die Motorsteuerung 70 weitergeleitet werden. In 1 ist der Übersichtlichkeit halber die Nockenwelle nicht dargestellt. Alternativ können das Einlassventil 30 und das Auslassventil 35 auch variabel von der Motorsteuerung 70 angesteuert werden, wie in 1 dargestellt. Dies ist beispielsweise im Rahmen einer voll variablen elektrohydraulischen Ventilsteuerung in dem Fachmann bekannter Weise möglich.
Die Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang 100 ist ebenfalls durch einen Pfeil gekennzeichnet.
Die Motorsteuerung 70 steuert ferner das Einspritzventil 80 zur Einstellung eines geeigneten Einspritzzeitpunktes und einer geeigneten Einspritzdauer an. Die Motorsteuerung 70 steuert ferner die Zündkerze 85 zur Einstellung eines geeigneten Zündzeitpunktes an. Die Motorsteuerung 70 steuert ferner die Stellung der Drosselklappe 55 an. Die Motorsteuerung 70 steuert ferner den ersten Verdichter 40 zur Einstellung eines vorgegebenen Ladedrucks an. Die Motorsteuerung 70 steuert ferner den zweiten Verdichter 45 zur Einstellung eines vorgegebenen Ladedruckes in der Sekundärluftleitung 105 an.
Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass der Verbrennungsmotor 5 ein 4-Zylinder-Motor ist. In 2a) bis 2d) sind die vier Zylinder in einer Zündfolge dargestellt. Dabei kennzeichnen in 2a) bis 2d) gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in 1. In 2a)ist ein erster Zylinder 10 im Kompressionshub dargestellt. Sein Einlassventil 30 und sein Auslassventil 35 sind geschlossen. In 2b) ist ein zweiter Zylinder 15 dargestellt, der sich in einem Saugtakt befindet und dessen Einlassventil 30 offen ist, wohingegen sein Auslassventil 35 geschlossen ist. In 2c) ist ein dritter Zylinder 20 dargestellt, der sich im Ausschiebetakt befindet, und dessen Einlassventil 30 geschlossen ist, während sein Auslassventil 35 geöffnet ist. In 2d) ist ein vierter Zylinder 25 in einem Arbeitstakt dargestellt, dessen Einlassventil 30 und dessen Auslassventil 35 beide geschlossen sind.
Das Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass die in der bewegten Masse gespeicherte Energie nicht mehr ausreicht, den ersten Zylinder 10, der sich gerade im Kompressionshub befindet, über den Kompressionshügel zu bringen. Die bewegte Masse wird dabei insbesondere durch die Kolben 50 der vier Zylinder 10, 15, 20, 25, die Kurbelwelle, die Pleuel, das Schwungrad, u.s.w. gebildet. Durch eine vereinfachte Betrachtung lassen sich die vier Zylinder gemäß den 2a) bis 2d) durch ein Feder-Dämpfungs-System gemäß den 3a) bis 3d) darstellen. Dabei lassen sich die Zylinder, bei denen sowohl das Einlassventil 30, als auch das Auslassventil 35 geschlossen sind, durch eine Feder und eine Reibung darstellen. Diejenigen Zylinder, bei denen das Einlassventil 30 oder das Auslassventil 35 geöffnet ist, lassen sich durch eine resultierende Kraft auf den jeweiligen Kolben 50 und ebenfalls eine Reibung darstellen. So stellt der erste Zylinder 10 gemäß 3a) ein Feder-Dämpfer-System mit einer ersten Feder 120 und einer ersten Reibung 125 dar und weist somit eine erste Federkonstante auf. Der zweite Zylinder 15 gemäß 3b) weist eine erste resultierende Kraft Fzy12 und eine zweite Reibung 130 auf. Der dritte Zylinder 20 gemäß 3c) weist eine zweite resultierende Kraft Fzy13 und eine dritte Reibung 135 auf. Der vierte Zylinder 25 gemäß 3d) weist eine zweite Feder 140 mit einer zweiten Federkonstanten und eine vierte Reibung 145 auf.
Das in 3 abgebildete schwingfähige System der vier Zylinder 10, 15, 20, 25 wird nun beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 in Abhängigkeit der beiden Federkonstanten sowie der beiden resultierenden Kräfte Fzy12, Fzy13, sowie der vier Reibungen in einem Umkehrpunkt stehen bleiben. Von den dargestellten Größen lassen sich die Reibungen 125, 130, 135, 145, die die Dämpfung des Systems repräsentieren, nur bedingt beeinflussen. Die Federkonstanten lassen sich durch die Luftmenge in den zugeordneten Zylindern 10, 25 beeinflussen. Diese kann durch entsprechendes Stellen der Nockenwelle bzw. durch entsprechende Ansteuerung des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35, durch geeignete Ansteuerung der Drosselklappe 55 und/oder durch geeignete Ansteuerung des ersten Verdichters 40 und/oder des zweiten Verdichters 45 beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5, einstellen.
Die resultierenden Kräfte Fzy12, Fzy13 lassen sich durch einen gezielten Druckaufbau im Saugrohr 95 und/oder im Abgasstrang 100 beeinflussen. Im Saugrohr 95 kann der dort wirkende Druck mittels des ersten Verdichters 40 und gegebenenfalls weiterer in Reihe geschalteter Verdichter in der Luftzufuhr 115 erhöht werden. Im Abgasstrang 100 kann der dort wirkende Druck mittels des zweiten Verdichters 45 erhöht werden. Durch eine gezielte, definierte Ansteuerung des ersten Verdichters 40 und/oder des zweiten Verdichters 45 kann nun das in 3a) bis 3d) beschriebene Feder-Dämpfer-System bezüglich der Auslaufposition der einzelnen Zylinder 10, 15, 20, 25 derart beeinflusst werden, dass ein Direktstart ohne Anlasser möglich ist. Ein solcher Direktstart ist nur erfolgreich, wenn die Kurbelwelle eines der Zylinder 10, 15, 20, 25 nach dem Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 in einer günstigen Position steht. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn nach dem Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 der vierte Zylinder 25 in der Arbeitsphase eine Stellung des Kolbens 50 aufweist, die um etwa 100° bis 110° Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt steht. In diesen vierten Zylinder 25 erfolgt dann zum Startzeitpunkt die Einspritzung bei stehendem Verbrennungsmotor 5. Nach erfolgter Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Bildung im Brennraum 110 erfolgt dann die Zündung. Der Motorhochlauf geschieht dann ohne Betätigung eines Anlassers.
Da bei einem herkömmlichen Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 der vierte Zylinder 25 in der Arbeitsphase nicht immer eine solch günstige Position seines Kolbens 50 erreicht, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung das Einstellen einer solch günstigen Position sicher gestellt. Dabei werden zunächst die beiden Federkonstanten des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25 geeignet eingestellt, um den Stillstand des gemäß den 3a) bis 3d) dargestellten Feder-Dämpfer-Systems an einem gewünschten Umkehrpunkt zu erreichen. Dabei kompensieren sich der erste Zylinder 10 und der vierte Zylinder 25 beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5, weil sie etwa die gleiche Füllung aufweisen. Auf diese Weise weisen sie auch etwa die gleiche Federkonstante auf. Im Folgenden werden beispielhaft zwei solche Umkehrpunkte beschrieben. Ein erster Umkehrpunkt ist dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Zylinder 25 ohne zusätzlichen Druckaufbau im Saugrohr 95 und/oder im Abgasstrang 100 etwa bei einem ersten vorgegebenen Kurbelwinkel von 90° nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt. Dies bedeutet für den ersten Zylinder 10 einen Stillstand bei etwa 90° Kurbelwinkel vor dem oberen Zündtotpunkt. Gemäß einem zweiten Beispiel soll der Umkehrpunkt für den vierten Zylinder 25 für einen ersten vorgegebenen Kurbelwinkel von 120° nach dem oberen Zündtotpunkt erreicht werden, was für den ersten Zylinder 10 einen Kurbelwinkel von 60° vor dem oberen Zündtotpunkt bedeutet.
Im Fall des zweiten Beispiels muss für den vierten Zylinder 25 in der Arbeitsphase eine höhere Federkonstante realisiert werden, als für den ersten Zylinder 10 in der Kompressionsphase, um den vierten Zylinder 25 bei einem Kurbelwinkel von 120° nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand zu bringen und den ersten Zylinder 10 bei einem Kurbelwinkel von 60° vor dem oberen Zündtotpunkt.
Die erforderlichen Federkonstanten des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25 werden dabei durch eine entsprechend zugeordnete Zylinderfüllung erreicht. Diese kann durch entsprechende Stellung der Nockenwelle bzw. bei variabler oder voll variabler Ventilsteuerung durch direkte Ansteuerung des Einlassventils 30 und/oder des Auslassventils 35 sowie zusätzlich oder alternativ durch geeignete Einstellung der Drosselklappe 55 sowie zusätzlich oder alternativ durch geeignete Ansteuerung des ersten Verdichters 40 und/oder des zweiten Verdichters 45 erzielt werden. Die Einstellung der Füllung zur Erzielung der gewünschten Federkonstanten und damit Umkehrpunkte des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25 beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 können dabei von der Motorsteuerung 70 anhand eines Kennfeldes erfolgen. Das Kennfeld gibt dabei in Abhängigkeit des gewünschten Umkehrpunktes die erforderlichen Stellgrößen zur Ansteuerung der Nockenwelle bzw. des Einlassventils 30 und/oder des Auslassventils 35, der Drosselklappe 55 und/oder des ersten Verdichters 40 und/oder des zweiten Verdichters 45 aus. Das Kennfeld kann dabei auf einem Prüfstand appliziert werden. Dabei können auch die geeigneten Stellgrößen für die Einstellung verschiedener gewünschter Umkehrpunkte vorgegeben werden.
Beim ersten Beispiel, wonach im Umkehrpunkt der erste vorgegebene Kurbelwinkel für den vierten Zylinder 25 90° nach dem oberen Zündtotpunkt beträgt und wonach für den ersten Zylinder 10 der Kurbelwinkel 90° vor dem oberen Zündtotpunkt beträgt, sind die Federkonstanten des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25 gleich zu wählen und damit auch deren Füllung. Für das zweite Beispiel und für alle Beispiele, bei denen der erste vorgegebene Kurbelwinkel des vierten Zylinders 25 ungleich 90° nach dem oberen Zündtotpunkt ist, sind unterschiedliche Federkonstanten für den ersten Zylinder 10 und den vierten Zylinder 25 zu wählen und damit auch unterschiedliche Füllungen. In diesem Fall muss die Einstellung der Füllung für den ersten Zylinder 10 und den vierten Zylinder 25 zylinderselektiv erfolgen, während sie beim ersten Beispiel für den ersten Zylinder 10 und den vierten Zylinder 25 gleich sein kann. Um die gewünschte Füllung des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25 einstellen zu können, muss beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 mindestens einer der beiden Zylinder 10, 25 identifiziert werden. Die 2a) bis 2d) zeigen dabei in diesem Beispiel die Zylinder 10, 15, 20, 25 in ihrer Zündfolge im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5. Zur Einstellung der gewünschten Federkonstanten für den ersten Zylinder 10 und den vierten Zylinder 25 an dem erreichten Umkehrpunkt im Stillstand des Verbrennungsmotors 5 muss also beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 mindestens einer der Zylinder identifiziert werden, der voraussichtlich in einer Kompressionsphase oder in einer Arbeitsphase zum Stehen kommen wird, und dies ist in diesem Beispiel der erste Zylinder 10, der in der Kompressionsphase zum Stillstand kommen wird, oder der vierte Zylinder 25, der in der Arbeitsphase zum Stehen kommen wird. Ist einer der beiden Zylinder 10, 25 identifiziert, so ergibt sich der andere aus der bekannten Zündfolge. Die Identifikation des mindestens einen der beiden Zylinder 10, 25 erfolgt in der Motorsteuerung 70 abhängig von der über den Kurbelwellensensor 65 ermittelten Drehzahl des Verbrennungsmotors 5, der aktuellen Zylinderfüllung der Zylinder 10, 15, 20, 25 und der Öltemperatur. Die aktuelle Füllung ist ein Maß für den jeweils gerade komprimierenden Zylinder zu überwindenden Kompressionshügel. Die Öltemperatur ist ein Maß für die Reibung beim Antrieb der Kurbelwelle. Ist der Motor kalt, so ist das Motoröl vergleichsweise zäh und die Reibung hoch. Abhängig von der Öltemperatur, der Füllung und der Motordrehzahl kann somit die Motorsteuerung 70 die Anzahl der noch verbleibenden Taktzyklen bis zum Stillstand des Verbrennungsmotors 5 ermitteln und somit detektieren, welcher der Zylinder beim Stillstand des Verbrennungsmotors 5 der komprimierende und welcher der Zylinder der Zylinder in der Arbeitsphase sein wird. Die Einstellung der gewünschten Federkonstanten für den ersten Zylinder 10 und den vierten Zylinder 25 durch die entsprechende Zylinderfüllung kann dann im letzten Taktzyklus erfolgen. Soll dabei die Füllung reduziert werden, so kann dies allein durch geeignete Einstellung der Drosselklappe 55 und/oder durch Verstellung, insbesondere elektrische Verstellung der Nockenwelle und damit des Einlassventils 30 und/oder des Auslassventils 35 erfolgen, wobei im letzteren Fall die Verwendung einer variablen oder voll variablen Ventilsteuerung besonders vorteilhaft ist. Soll die Füllung erhöht werden, so kann dies mit Hilfe des ersten Verdichters 40 erfolgen.
Somit kann man abhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 5, der aktuellen Zylinderfüllung und der Öltemperatur ermitteln, in wie viel Taktzyklen oder Arbeitsspielen die Zylinder 10, 15, 20, 25 des Verbrennungsmotors 5 beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 zum Stillstand kommen wird. Mit Hilfe des Nockenwellensensors 60 kann dann im Falle der Verwendung einer Nockenwelle für die einzelnen Zylinder 10, 15, 20, 25 zum Öffnen und Schließen des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 in der Motorsteuerung 70 identifiziert werden, in welcher Taktphase sich die einzelnen Zylinder 10, 15, 20, 25 im aktuellen Arbeitsspiel befinden. Daraus kann dann die Motorsteuerung 70 eine Vorhersage treffen, welcher Zylinder beim Stillstand des Verbrennungsmotors in der Kompressionsphase vorliegen wird und welcher Zylinder in der Arbeitsphase. Wird statt der Nockenwelle eine voll variable Ventilsteuerung seitens der Motorsteuerung 70 realisiert, so ist bereits in der Motorsteuerung 70 bekannt, in welcher Taktphase sich die einzelnen Zylinder 10, 15, 20, 25 im aktuellen Arbeitsspiel befinden, so dass in entsprechender Weise eine Vorhersage der Taktphase der einzelnen Zylinder für den Stillstand des Verbrennungsmotors möglich ist. In 1 ist sowohl die Ansteuerung des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 durch die Motorsteuerung 70, als auch die Verwendung eines Nockenwellensensors 60 dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass es sich hier um Alternativen handelt. D.h. im Falle der Verwendung der Nockenwellen und damit des Nockenwellensensors 60 entfällt die Ansteuerung des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 durch die Motorsteuerung 70 und im Fall der Ansteuerung des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 durch die Motorsteuerung 70 entfällt der Nockenwellensensor 60 und auch die Nockenwellen.
Die Identifikation des ersten Zylinders 10 und/oder des vierten Zylinders 25 kann in der beschriebenen Weise auch erst im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 erfolgen, wobei dann gleichzeitig mit der Identifikation auch die Füllung für den jeweiligen Zylinder entsprechend eingestellt werden muss, um die gewünschte jeweilige Federkonstante zu erhalten. Um diese Federkonstanten sicher zu erhalten empfiehlt es sich daher, den ersten Zylinder 10 und/oder den vierten Zylinder 25 in einem Taktzyklus vor dem letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 zu ermitteln.
Die aktuelle Zylinderfüllung kann mit Hilfe des Ladedrucksensors 75 erfolgen, der den Ladedruck erfasst und an die Motorsteuerung 70 weiter leitet. In dem Fachmann bekannter Weise kann aus einem Saugrohrmodell die Füllung aus dem ermittelten Ladedruck hergeleitet werden.
Zusätzlich oder alternativ wäre ein Saugrohrdrucksensor denkbar der den Saugrohrdruck misst und auf dessen Basis die Füllung im Zylinder mit dem Saugrohrmodell berechnet wird. Der Saugrohrdrucksensor wäre in diesem Fall in Strömungsrichtung nach der Drosselklappe 55 im Saugrohr 95 zu verbauen.
Innerhalb eines Taktzyklus der Zylinder 10, 15, 20, 25 lassen sich die einzelnen Zylinder in ihrer zugeordneten Taktphase im Fall der Verwendung der Nockenwelle zur Öffnung und Schließung des Einlassventils 30 und/oder des Auslassventils 35 mit Hilfe beispielsweise des Nockenwellensensors 60 identifizieren, der beispielsweise als Absolutwinkelsensor ausgebildet sein kann. Der Nockenwellenwinkel ermöglicht eine eindeutige Zuordnung zur jeweiligen Taktphase der einzelnen Zylinder 10, 15, 20, 25, weil sich die Nockenwelle mit halber Drehzahl im Vergleich zur Kurbelwelle dreht und somit nur ein Mal pro Taktzyklus bzw. Arbeitsspiel der Zylinder 10, 15, 20, 25.
Erfindungsgemäß ist es nun weiterhin vorgesehen, dass die Motorsteuerung 70 im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 und damit kurz vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 zu einem Zeitpunkt, zu dem der dann komprimierende Zylinder nicht mehr über den Kompressionshügel gebracht werden kann, mindestens einen weiteren Zylinder 15, 20 auswählt, dessen Einlass- oder Auslassventil 30, 35 gerade geöffnet ist. Der letzte Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 wird dabei von der Motorsteuerung in der bereits beschriebenen Weise abhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 5, der Zylinderfüllung und der Öltemperatur ermittelt. Der dann vorliegende Zylinder 15, 20 mit offenem Einlass- oder Auslassventil 30, 35 kann dann ebenfalls anhand der Nockenwellenposition im Fall der Verwendung der Nockenwellen oder im Fall der variablen oder vollvariablen Ventilsteuerung durch die aktuelle Ansteuerung des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 für die einzelnen Zylinder 10, 15, 20, 25 durch die Motorsteuerung 70 ermittelt werden. Dabei kann die beschriebene Auswahl des zweiten Zylinders 15 bzw. des dritten Zylinders 20 auch bereits in einem Taktzyklus beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 vorbereitet werden, der dem letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 vorausgeht. Dort kann der zweite Zylinder 15 bzw. der dritte Zylinder 20 in der beschriebenen Weise abhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 5, der Zylinderfüllung und der Öltemperatur sowie der Nockenwellenposition bei Verwendung der Nockenwellen bzw. der von der Motorsteuerung 70 durchgeführten Ansteuerung des jeweiligen Einlassventils 30 bzw. des jeweiligen Auslassventils 35 im Falle der variablen oder vollvariablen Ventilsteuerung identifiziert werden.
Für den Fall, dass der erste Verdichter 40 vorhanden ist, wird im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 der zweite Zylinder 15 ausgewählt, dessen Einlassventil 30 geöffnet ist. Ist der zweite Verdichter 45 vorhanden, so wird im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 der dritte Zylinder 20 mit geöffnetem Auslassventil 35 ausgewählt. Sind beide Verdichter 40, 45 vorhanden, so kann auch sowohl der zweite Zylinder 15, als auch der dritte Zylinder 20 ausgewählt werden. Die Auswahl erfolgt, wie beschrieben, entweder im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 oder in einem dem letzten Taktzyklus vorausgehenden Taktzyklus beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5. Ganz allgemein erfolgt durch die Motorsteuerung 70 für einen Zeitpunkt kurz vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5, zu dem der dann komprimierende Zylinder nicht mehr über den Kompressionshügel gebracht werden kann, die Auswahl mindestens eines Zylinders 15, 20, dessen Einlass- oder Auslassventil 30, 35 dann geöffnet ist. Dieser Zeitpunkt liegt also in der letzten Taktphase der Zylinder 10, 15, 20, 25 vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5. Der dann komprimierende Zylinder ist der erste Zylinder 10, der Zylinder, dessen Einlassventil dann geöffnet ist, ist der zweite Zylinder 15 und der Zylinder, dessen Auslassventil 35 dann geöffnet ist, ist der dritte Zylinder 20 gemäß den 2a) bis 2c).
Auch hier ist es vorteilhaft, den mindestens einen Zylinder, dessen Einlassventil 30 bzw. dessen Auslassventil 35 in der letzten Taktphase vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 geöffnet sein wird, bereits vor der letzten Taktphase beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 auszuwählen, um die Füllung dieses mindestens einen Zylinders 15, 20 für den letzten Taktzyklus möglichst genau einstellen zu können. Die Füllung des zweiten Zylinders 15 und/oder des dritten Zylinders 20 in der letzten Taktphase wird dabei erfindungsgemäß so eingestellt, dass der vierte Zylinder 25 in der Arbeitsphase im letzten Taktzyklus etwa einen weiteren vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt. Dieser vorgegebene Kurbelwinkel kann beispielsweise etwa zwischen 100° und 110° nach dem oberen Zündtotpunkt liegen.
In diesem Fall lässt sich ein anschließender Direktstart besonders gut durchführen, wenn nach dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 in den vierten Zylinder 25 Kraftstoff eingespritzt und das sich bildende Luft-/Kraftstoff-Gemisch durch die Zündkerze 85 gezündet wird. Ein Anlasser ist dann nicht erforderlich. Da die Federkonstanten des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25 für den letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 und damit der Umkehrpunkt der beiden Zylinder bekannt ist, ist auch bekannt, um wie viel Grad Kurbelwinkel die Position des Kolbens 50 des vierten Zylinders 25 in der letzten Taktphase vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 noch bewegt werden muss, um den vorgegebenen Kurbelwinkel von in diesem Beispiel etwa 100° bis 110° zu erreichen. Im beschriebenen ersten Beispiel sind die Federkonstanten so eingestellt, dass der vierte Zylinder 25 bei etwa 90° Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt. In diesem Fall muss der Kolben 50 des vierten Zylinders 25 noch um 10° bis 20° Kurbelwinkel weiter nach unten bewegt werden, um den vorgegebenen Kurbelwinkel für den Stillstand des Verbrennungsmotors von etwa 100° bis 110° zu erreichen. Wird für den letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 der zweite Zylinder 15 ausgewählt, der sich in der Ansaugphase befindet, so muss dessen Füllung entsprechend erhöht werden, um die gewünschte Verstellung des vierten Zylinders 25 zu erreichen. Dies kann durch Aktivierung des ersten Verdichters 40 erfolgen. Die erforderliche Füllung kann dabei in einen entsprechenden Ladedruck gemäß dem Saugrohrmodell umgerechnet werden. Zur Erzielung des erforderlichen Ladedrucks kann dann die Motorsteuerung 70 den ersten Verdichter 40 mittels einer Ladedruckregelung zur Einstellung einer geeigneten Verdichtung ansteuern, um die gewünschte Füllung im zweiten Zylinder 15 zu erzielen und den vierten Zylinder 25 dadurch auf den vorgegebenen Kurbelwinkel von etwa 100° bis 110° nach dem oberen Zündtotpunkt zu bringen. Der für die erforderliche Verschiebung des Kolbens 50 des vierten Zylinders 25 erforderliche Ladedruck kann dabei auf einem Prüfstand appliziert und in einem Kennfeld abgelegt werden. Auf diese Weise wird der erste Verdichter 40 in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem durch die Federkonstanten erzielbaren Kurbelwinkel des vierten Zylinders 25 beim Stillstand des Verbrennungsmotors 5 und dem zu erreichenden vorgegebenen Kurbelwinkel von etwa 100° bis 110° in diesem Beispiel derart angesteuert, dass der Kolben 50 des vierten Zylinders 25 in der Arbeitsphase vor seinem Stillstand von dem durch die Federkonstanten bedingten Kurbelwinkel zum vorgegebenen Kurbelwinkel von in diesem Beispiel 100° bis 110° nach dem oberen Zündtotpunkt bewegt wird. Somit ist in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem auf Grund der Federkonstanten des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25 beim Stillstand des Verbrennungsmotors 5 erreichbaren Kurbelwinkel des vierten Zylinders 25 nach dem oberen Zündtotpunkt und dem für den vierten Zylinder 25 beim Stillstand des Verbrennungsmotors 5 einzustellenden Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt ein entsprechender Ladedruck einzustellen, der durch eine geeignete Regelung von der Motorsteuerung 70 durch entsprechende Ansteuerung des ersten Verdichters 40 umgesetzt wird. Dabei stellt die Motorsteuerung 70 zur Einstellung des erforderlichen Ladedrucks die Drehzahl und/oder einen Öffnungsgrad eines ggf. vorhandenen Bypassventils des ersten Verdichters 40 entsprechend ein, da der Ladedruck von der Drehzahl und dem Öffnungsgrad des ggf. vorhandenen Bypassventils des ersten Verdichters 40 abhängt.
Für den Fall des zweiten Beispiels, bei dem der vierte Zylinder 25 auf Grund der Federkonstanten bei etwa 120° Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stellen kommt, ist eine Rückführung des Kolbens um etwa 10° bis 20° erforderlich, um den vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt von etwa 100° bis 110° zu erreichen. Ist der zweite Verdichter 45, wie in 1 dargestellt, vorhanden, so kann dies durch Auswahl des dritten Zylinders 20 mit geöffnetem Auslassventil 35 im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 und durch entsprechende Ansteuerung des zweiten Verdichters 45 erfolgen. Auf diese Weise wird der Kolben 50 des dritten Zylinders 20 nach unten und der Kolben 50 des vierten Zylinders 25 nach oben gedrückt, um den vorgegeben Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zu erreichen. Die Einstellung des erforderlichen Ladedrucks im Abgasstrang 100 durch den zweiten Verdichter 45 kann ebenfalls mittels einer Ladedruckregelung durch die Motorsteuerung 70 realisiert werden, wobei zu diesem Zweck im Abgasstrang 100 in vorteilhafter Weise noch ein Ladedrucksensor zu verbauen ist, der den Ladedruck misst und an die Motorsteuerung 70 weiterleitet. In diesem Fall wird die Füllung des dritten Zylinders 20 durch Erzeugung des entsprechenden Ladedrucks in der Sekundärluftleitung 105 und im Abgasstrang 100 seitens des zweiten Verdichters 45 erhöht, um den Kolben 50 des vierten Zylinders 25 in die gewünschte Position zu bringen. Auch hier kann der zum Erzielen der erforderlichen Kurbelwinkeldifferenz des vierten Zylinders 25 benötigte Ladedruck in der Sekundärluftleitung 105 und im Abgasstrang 100 auf einem Prüfstand ermittelt und in einem Kennfeld abgelegt werden, das in der Motorsteuerung 70 gespeichert ist.
In 4 ist ein Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten beschriebenen Beispiel dargestellt. Das Programm wird mit dem Auslaufen des Verbrennungsmotors 5 gestartet, das beispielsweise in der Motorsteuerung 70 durch Unterschreiten eines vorgegebenen zeitlichen Gradienten für den Drehzahlverlauf detektiert wird, wobei der Drehzahlverlauf der Motorsteuerung 70 über den Kurbelwellensensor 65 übermittelt wird. Nach dem Start des Programms identifiziert die Motorsteuerung 70 bei einem Programmpunkt 200 den ersten Zylinder 10 und/oder den vierten Zylinder 25, die beim Stillstand des Verbrennungsmotors 5 in der Kompressionsphase bzw. in der Arbeitsphase vorliegen werden. Die Motorsteuerung 70 stellt für diese beiden Zylinder 10, 25 in der beschriebenen Weise die Füllung derart ein, dass der erste Zylinder 10 etwa 90° Kurbelwinkel vor dem oberen Zündtotpunkt und der vierte Zylinder 25 etwa 90° Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stehen kommen wird. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
Bei Programmpunkt 205 identifiziert die Motorsteuerung 70 in der beschriebenen Weise denjenigen Zylinder, der im letzten Taktzyklus in der Saugphase sein wird, also gemäß 2b) den zweiten Zylinder 15. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt.
Bei Programmpunkt 210 prüft die Motorsteuerung 70 in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl des Verbrennungsmotors 5, der aktuellen Zylinderfüllung und der aktuellen Öltemperatur, ob der vorletzte Taktzyklus erreicht wurde. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 210 zurückverzweigt.
Bei Programmpunkt 215 steuert die Motorsteuerung 70 den ersten Verdichter 40 zur Einstellung des erforderlichen Ladedrucks an, um den vierten Zylinder 25 im letzten Taktzyklus von seiner Stellung von etwa 90° Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt auf den vorgegebenen Kurbelwinkel von beispielsweise 110° zu bringen. Anschließend wird das Programm verlassen und der vierte Zylinder 25 ist für einen Direktstart ohne Anlasser vorbereitet.
In 5 ist ein zweiter Ablaufplan für die Beschreibung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, der im Falle des zweiten Beispiels zur Anwendung kommen kann. Auch beim Ablaufplan gemäß 5 wird das Programm gestartet, wenn, wie in der zu 4 beschriebenen Weise, die Motorsteuerung 70 ein Einsetzen des Auslaufens des Verbrennungsmotors 5 erkennt. Nach dem Start des Programms identifiziert die Motorsteuerung 70 bei einem Programmpunkt 300 analog zum Programmpunkt 200 bei 4 denjenigen Zylinder, der im letzten Taktzyklus in der Kompressionsphase sich befinden wird, sowie denjenigen Zylinder, der sich im letzten Taktzyklus in der Arbeitsphase befinden wird. Weiterhin stellt die Motorsteuerung 70 in der beschriebenen Weise die Füllungen und damit die Federkonstanten des ersten Zylinders 10 und des vierten Zylinders 25, die im letzten Taktzyklus in der Kompressionsphase bzw. in der Arbeitsphase vorliegen werden, derart ein, dass der erste Zylinder 10 bei einem Kurbelwinkel von etwa 60° vor dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommen wird und dass der vierte Zylinder 25 bei einem Kurbelwinkel von etwa 120° nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommen wird. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 305 verzweigt.
Bei Programmpunkt 305 identifiziert die Motorsteuerung 70 in der beschriebenen Weise denjenigen Zylinder, der im letzten Taktzyklus sich in der Ausschubphase befinden wird, also gemäß 2c) den dritten Zylinder 20. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 310 verzweigt.
Bei Programmpunkt 310 prüft die Motorsteuerung 70, ob der vorletzte Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 erreicht wurde. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 315 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 310 zurückverzweigt.
Bei Programmpunkt 315 aktiviert die Motorsteuerung 70 den zweiten Verdichter 45 und steuert ihn derart an, dass die Füllung des dritten Zylinders 20 im letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 derart erhöht wird, dass der Kolben 50 des vierten Zylinders 25 von 120° Kurbelwinkel nach dein oberen Zündtotpunkt noch bis in diesem Beispiel 110° Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zurückbewegt wird, so dass nach dem anschließenden Ende des Programms der vierte Zylinder 25 für einen Direktstart ohne Anlasser genutzt werden kann.
Durch die Erhöhung der Füllung im zweiten Zylinder 15 im letzten Taktzyklus mittels des ersten Verdichters 40 ergibt sich die resultierende Kraft Fzy12 gemäß 3b), die erforderlich ist, um den vierten Zylinder 25 in die gewünschte Position zu bringen. Im Fall der Erhöhung der Füllung des dritten Zylinders 20 im letzten Taktzyklus durch den zweiten Verdichter 45 ergibt sich die dritte resultierende Kraft Fzy13, die ebenfalls erforderlich ist, um den vierten Zylinder 25 in die erforderliche Position beim Stillstand des Verbrennungsmotors 5 zu bringen.
Die Erfindung wurde anhand eines 4-Takt-Verbrennungsmotors 5 mit vier Zylindern beschrieben. Sie lässt sich in entsprechender Weise auf Verbrennungsmotoren 5 mit einer anderen Anzahl von Zylindern anwenden, wobei für den letzten Taktzyklus vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors 5 mindestens ein komprimierender Zylinder, mindestens ein Zylinder in der Arbeitsphase und mindestens ein Zylinder mit einem geöffneten Einlassventil 30 oder einem geöffneten Auslassventil 35 und ein geeigneter Verdichter zur Erzeugung der nötigen Füllung im Zylinder mit dem geöffneten Einlassventil 30 oder dem geöffneten Auslassventil 35 vorhanden ist.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Fahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (5) dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Auslaufen des Verbrennungsmotors (5) mindestens ein erster Zylinder (10, 25) identifiziert wird, der in einer Kompressionsphase oder in einer Arbeitsphase zum Stehen kommen wird, dass eine Füllung des mindestens einen ersten Zylinders (10, 25) auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, dass für einen Zeitpunkt kurz vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors (5), zu dem ein komprimierender Zylinder (10) nicht mehr über einen Kompressionshügel gebracht werden kann, mindestens ein zweiter Zylinder (15, 20) ausgewählt wird, dessen Einlass- oder Auslassventil (30, 35) dann geöffnet ist, und dass die Füllung des mindestens einen zweiten Zylinders (15, 20) so eingestellt wird, dass einer der Zylinder (25) in einer Arbeitsphase etwa einen ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach einem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Zylinder (10, 25) abhängig von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (5), der Zylinderfüllung und einer Öltemperatur ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für die Füllung des mindestens einen ersten Zylinders (10, 25) so eingestellt wird, dass der Zylinder (25), der in der Arbeitsphase zum Stillstand kommt, etwa einen zweiten vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung des mindestens einen zweiten Zylinders (15, 20) durch einen Verdichter (40, 45) auf einer Saugseite des Verbrennungsmotors (5) oder in einer Sekundärluftleitung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (40, 45) elektrisch betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, soweit dieser auf Anspruch 3 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (40, 45) in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem ersten vorgegebenen Kurbelwinkel und dem zweiten vorgegebenen Kurbelwinkel derart angesteuert wird, dass der Kolben (50) des Zylinders (25) in der Arbeitsphase vor seinem Stillstand vom zweiten vorgegebenen Kurbelwinkel zum ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dein Verdichter (40, 45) in Abhängigkeit der Differenz ein einzustellender Ladedruck vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung des mindestens einen ersten Zylinders (10, 25) mittels eines Verdichters (40, 45), einer Drosselklappe (55) und/oder einer verstellbaren Nockenwelle eingestellt wird.
Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Fahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (5) dadurch gekennzeichnet, dass Identifikationsmittel (60, 65) vorgesehen sind, die bei einem Auslaufen des Verbrennungsmotors (5) mindestens einen ersten Zylinder (10, 25) identifizieren, der in einer Kompressionsphase oder in einer Arbeitsphase zum Stehen kommen wird, Mittel (30, 35, 40, 55) zur Einstellung einer Füllung des mindestens einen ersten Zylinders (10, 25) auf einen vorgegebenen Wert vorgesehen sind, dass Auswahlmittel (70) vorgesehen sind, die für einen Zeitpunkt kurz vor dem Stillstand des Verbrennungsmotors (5), zu dem ein komprimierender Zylinder (10) nicht mehr über einen Kompressionshügel gebracht werden kann, mindestens einen zweiten Zylinder (15, 20) auswählen, dessen Einlass- oder Auslassventil (30, 35) dann geöffnet ist, und dass Mittel (40, 45) zur Einstellung der Füllung des mindestens einen zweiten Zylinders (15, 20) vorgesehen sind, die diese Füllung so einstellen, dass einer der Zylinder (25) in einer Arbeitsphase etwa einen ersten vorgegebenen Kurbelwinkel nach einem oberen Zündtotpunkt zum Stillstand kommt.