专利名称：用于运行内燃机的方法和控制单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行内燃机的方法、控制单元、计算机程序产品、计算机程序以及信号序列，借助它们可以运行内燃机，尤其是控制内燃机的燃料供应和点火。
背景技术：
尤其在带有起动/停车-自动控制装置的机动车中，可以关停内燃机并且随后短时间可以接通内燃机。为此，断开内燃机的燃料供给装置，以使内燃机停止运转。之后为起动内燃机，则借助电动驱动单元使内燃机的曲轴运动，以便将可燃性的燃料/空气混合物吸入内燃机的气缸中并且起动内燃机。在此存在改善内燃机起动舒适性的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供ー种措施，采用这种措施能够实现很舒适地起动内燃机。该技术问题通过ー种用于运行内燃机的方法解決。此外，该技术问题还通过ー种用于运行内燃机，尤其用于实施所述方法的控制单元、一种带有程序编码-器件的计算机程序产品、ー种带有用于实施所述方法的编译指令的计算机程序以及ー种带有用于实施所述方法的计算机可读指令的信号序列解決。本发明的一种实施形式涉及ー种用于驱动内燃机的方法，通过这些步骤，检测内燃机停止的可能时刻并且喷射燃料以便填充内燃机的气缸，其中，所述喷射在内燃机即将到达停机时刻前进行。因为在内燃机停机前不久还要注入一次燃料，所以随着停机前曲轴最后的转动，还要用燃料/空气-混合物填充至少ー个气缸，因此对于随后启动内燃机已存在具有可燃性混合物的气缸。该气缸可以基本上在检测到起动愿望之后立即点火，以便特别快地实现内燃机的全部功率。由此能够很舒适地起动内燃机。尤其可以减小电动驱动单元，例如电动起动器或起动发电机的能量输入，因为曲轴转动明显更小的角度值已足够独立地不用借助电动驱动单元就可以运行内燃机。由于电动驱动单元对电能的需求更少，内燃机可以进行更多次停止/起动过程，直到与电动驱动单元连接的机动车电池必须再次充电。这能够減少燃料消耗并且导致ニ氧化碳的排放量減少。尤其可以快速并且舒适地起动带有进气管喷射装置的内燃机，因为喷射燃料的时刻能够考虑到燃料/空气-混合物从进气管到达内燃机的气缸中的时间。尤其可以通过探測内燃机曲轴的角位置和/或转速的变化来检测内燃机可能的停机时刻，其中优选例如通过外推法对探测到的变化进行外推来估算内燃机达到停机的时刻。尤其在内燃机停机时刻前的一个冲程或两个冲程之前进行喷射。这能够实现仅给内燃机中的这样ー些气缸填充可燃性的燃料/空气混合物，即，这些气缸在随后内燃机起动时处于直接点火即能尽快提供输入功率的冲程阶段。由此可以避免燃料未经燃烧就经过气缸被排出。优选在内燃机随后起动时直接点燃填充有燃料的气缸。尤其在通过检测内燃机可能的停机时刻而获得内燃机的哪个气缸填充有可燃性的燃料/空气-混合物的信息时，不需要预防性地将点火引入所有气缸，而只要引入处于适合于此的冲程阶段的气缸中。此外，可以减小接通的电动驱动单元的时段。本发明的ー种独立的实施形式涉及ー种用于驱动内燃机的方法，它包括这些步骤监测内燃机曲轴的角位置和/或转 速的变化，存储曲轴的角位置和/或转速在一段定义的最小测量时段内的变化，在曲轴减速的情况下对曲轴的角位置和/或转速的变化进行外推法并且确定曲轴在外推其停止时的角位置。该方法和该方法下列描述的扩展方案尤其可以与前述的方法结合。这能够确定，内燃机的哪个气缸在内燃机停机时处于在探測到内燃机的起动愿望之后能够实现燃料/空气-混合物的直接点火的冲程阶段，尤其是进气或压缩冲程。燃料/空气-混合物可以在内燃机停机的前不久进气或在探測到内燃机的起动愿望之后立即进入适合与此的气缸。该气缸基本上在探測到起动愿望后可以立即点火，以便特别快地实现内燃机的全功率。由此使内燃机能够很舒适地起动。在内燃机被切断时，曲轴的角位置和/或转速的变化基本上是线性的，由此使得曲轴的角位置并因此内燃机各气缸的冲程阶段可以通过基本上线性的外推法非常精确地估算。该信息可以被存储，以便在内燃机起动时可以立即识别适当的气缸。尤其可以减少电动驱动单元的能量输入，因为明显更小的曲轴转动角度值已足够使内燃机可以独立地不必借助电动驱动单元就能运行。由于电动驱动单元对电能的需求更少，可以进行内燃机的多个起动/停止-过程，直到与电动驱动单元有关的机动车电池必须再充电。这能够減少燃料消耗并且使得ニ氧化碳的排放減少。尤其是在曲轴外推停止时的角位置中处于其进气冲程或压缩冲程的内燃机气缸在曲轴外推停止之前填充燃料并且在内燃机随后起动时直接点火。由此，在相应的气缸中已存在可燃性的、在内燃机起动时可以直接点燃的燃料/空气-混合物。为了确定内燃机可能的停机时刻和/或监测曲轴的角位置和/或转速的变化优选使用尤其双向的曲轴传感器。通过曲轴传感器可以容易地并且精确确定曲轴的角位置和转速的变化。借助双向的曲轴传感器可以明确地确定填充有直接可燃的燃料混合物的气缸，因此不需要等待两个压缩冲程才发现，哪个基本上处于上止点(OT)状态的气缸位于点火-止点或换气-止点。这允许在操作起动器之后立即直接点燃处于点火-止点的、具有可燃性燃料混合物的气缸并且立即起动内燃机。为了确定内燃机可能的停机时刻和/或监测曲轴的角位置和/或转速的变化，尤其优选仅使用所述内燃机停机之前的一段定义的最小时段之前測量得到的測量值。曲轴运动在停止前不久的不規律性由此不会歪曲測量結果。为了起动内燃机尤其是仅在填充有燃料的气缸中开始点火。因为通过曲轴角位置的外推法已知内燃机的哪个气缸填充有可燃性的燃料/空气-混合物，所以不需要预防性地在所有气缸中开始点火，而仅在处于适合与此的冲程阶段的气缸中开始点火。此外，可以减小接通的电动驱动单元的工作时段。内燃机优选与起动/停止_自动控制装置连接。由于内燃机在先前切断之后瞬间起动，对于起动舒适性尤其有利的是，可以点火可精确识别的填充有可燃性燃料/空气-混合物的气缸。本发明的一种实施形式涉及ー种用于运行内燃机，尤其是用于实施前述方法的控制単元，该控制単元包括用于读入有关内燃机曲轴的角位置和/或转速的測量值的输入端ロ、用于存储内燃机曲轴的角位置和/或转速随时间的变化的存储单元、用于计算内燃机可能的停机时刻和/或曲轴在外推停止时的角位置的计算单元和用于控制燃料输入和/或用于控制内燃机气缸的点火的输出端ロ。这允许在探測到内燃机起动愿望之后实施直接点燃内燃机气缸中的燃料/空气-混合物。由此能够使内燃机的起动很舒适。控制装置可以尤其如前面 根据方法所述设计并且扩展设计。输入端口和/或输出端ロ尤其是与数据总线，尤其是CAN-总线连接。这允许还将测得的有关曲轴角位置的信息提供给其他汽车部件和/或与其他例如用于可信度测试的数据比较。作为替代或补充，输入端口和/或输出端ロ可以优选仅与发动机控制装置连接，以便可以特别快地交換数据。输入端ロ优选与内燃机的起动/停止_自动控制装置连接。由此可以立刻由控制单元考虑起动/停止-自动控制装置的信号，以便例如在起动/停止-自动控制装置的停止-信号时开始測量曲轴的角位置和/或转速的变化和/或用于确定停止运转的时刻和/或处理相应的测量結果。本发明的一种实施形式涉及ー种带有程序编码-器件的计算机程序产品，该程序编码-器件存储在计算机可读的数据载体上，以便在所述计算机程序产品在计算机，尤其是控制単元上运行时实施所述的方法。该控制単元可以如前述那样设计并且扩展设计。借助该计算机程序产品能够使内燃机舒适地起动。本发明的一种实施形式涉及ー种计算机程序，其带有在该计算机程序在计算机，尤其是控制单元上运行时用于实施所述方法的编译指令。该控制単元可以如前述设计并且进ー步设计。借助计算机程序能够实现内燃机很舒适的起动。计算机程序尤其可以存储在前述的计算机程序产品，例如软盘、⑶_R0M、DVD、存储器、与因特网连接的计算单元上。该计算机程序尤其可以设计成汇编或非汇编的数据序列，该数据序列优选基于更高级的，尤其是基于对象的计算机语言,例如 C、C++、Java、Smalltalk、Pascal、Turbo Pascal。本发明的实施形式涉及ー种ー种信号序列，其带有在该信号序列由计算机，尤其是控制単元处理时用于实施所述方法的计算机可读指令。控制单元可以如前述设计并且进一歩设计。借助信号序列可以实现内燃机很舒适的起动。该信号序列可以尤其借助前述的计算机程序和/或借助前述的计算机程序产品产生。该信号序列可以以电脉冲和/或电磁波和/或光脉冲无线或有线地提供。
以下參照附图并且根据优选的实施例示例性地阐述本发明，其中，以下所示的特征既可以分别単独地又可以以组合的形式描述本发明的各方面内容。附图中图I :是驱动系的简略原理图，图2 :是图I中所示的驱动系參数随时间变化的简略图以及图3 :是图I中所示的驱动系其他參数随时间变化的简略图。
具体实施例方式图I中所示的驱动系10具有内燃机12和由该内燃机12驱动的曲轴14。内燃机12具有多个可以由燃料供给装置18填充燃料的气缸16，以便通过各气缸16中燃料/空气-混合物的燃烧将转矩传导到曲轴14中。为此，在所示的实施例中，燃料被燃料供给装置18喷射到通入内燃机12的进气管20中。此外，设置与内燃机12连接的起动/停止-自动控制装置22，该起动/停止-自动控制装置22可以自动地打开并且关闭燃料供给装置18。曲轴14的角位置和转速可以借助双向的曲轴传感器24測量并且通过输入端ロ26输送给控制单元28。控制单元28具有用于按照先入先出(FIFO)原理存储由曲轴传感器24获得的測量数据的存储单元30。存储在存储单元30中的数据可以由计算单元32处理，以便在起动/停止-自动控制装置22触发内燃机切断时，尤其可以通过内插法估算曲轴停止运转时刻的曲轴14的角位置。尤其可以通过输入端ロ 26读入由起动/停止-自动控制装置22触发的信号，以便开始相应的计算并且可以提早作出相应反应。借助由控制单元28算出的信息，在内燃机12停机前不久可以通过控制单元28的输出端ロ 34来控制燃 料供给装置18的打开，以便可以用可燃性的燃料/空气-混合物填充在曲轴14停止状态下位于进气或压缩冲程中的气缸16。在随后由起动/停止_自动控制装置22触发内燃机12的起动时，可以直接点燃该气缸16，因此特别快地实现内燃机12的全部功率并且相应舒适地进行起动。控制单元28工作的方法可以作为计算机程序36存储在数据存储器形式的计算机程序产品38中并且作为信号序列40运行控制単元28。计算机程序产品38也可以是控制单元28的部分，例如作为控制单元28的计算单元32。在图2中，示出按本发明的燃料量42的时间变化曲线和对比例燃料量44的时间变化曲线。由此获得所示的按本发明的转速46的时间变化曲线和对比例转速48的时间变化曲线。按照本发明在到达停机时刻50之前増大燃料量42，而在对比例中燃料量44为零。在共同的起动时刻52，起动各内燃机12，其中，按本发明的转速46相比对比例的转速48更快地提高。试验表明，在本发明中，内燃机12无需借助电动起动器可以运行更快约150ms。如在图3中所示，曲轴14在停机时刻50中的角位置54可以很好地由外推法直线56确定。为此，可以测得在无燃料输送的内燃机12转速降低时转速46的变化并且基本上线性地外推出其未来变化，其中，曲轴与之相应的角位置54由于由此可计算的停机时刻50能够被很精确地估算出。在此，不考虑尤其是停机时刻50之前的最小时段58，以便曲轴14停止运转前不久的不規律性不会影响外推法的精确性。此外，可在确定外推法直线56以后的最小时段58以内，促使燃料在停机时刻50前不久喷射，以便该喷射的燃料还可以吸入气缸16中。虽然在前面的描述中只描述了至少ー个实施例，但应当承认，可以进行很多种变型。对这些实施例的说明给本领域的专业人员提供了实现至少ー个实施例的有用阐述，其中，还可以对上述实施例中描述的各元件的功能和布置进行多种改变，只要不背离权利要求书所述各技术方案及其等同技术方案的保护范围即可。附图标记清单10驱动系
12内燃机14曲轴16气缸18燃料供给装置20进气管22起动/停止-自动控制装置24曲轴传感器26输入端ロ 28控制单元30存储单元32计算单元34输出端ロ36计算机程序38计算机程序产品40信号序列42相应于本发明的燃料量44燃料量对比例46相应于本发明的转速48转速对比例50停机时刻52起动时刻54角位置56外推法直线58最小时间间隔
权利要求
1.一种用于运行内燃机(12)的方法，该方法包括如下步骤 检测所述内燃机(12)可能的停机时刻(50)并且 喷射燃料以便填充所述内燃机(12)的气缸(16)，其中，所述喷射在所述内燃机(12)即将到达停机时刻(50)前进行。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述喷射在所述内燃机(12)的停机时刻(50)前的一个冲程或两个冲程之前进行。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，在所述内燃机(12)随后起动时直接点火填充有燃料的气缸(16)。
4.一种用于运行内燃机(12)的方法，该方法包括如下步骤 监测所述内燃机(12)的曲轴(14)的角位置(54)和/或转速(46)的变化， 存储所述曲轴(14)的角位置(54)和/或转速(46)在一段定义的最小测量时段内的变化， 在曲轴(14)减速的情况下外推所述曲轴(14)的角位置(54)和/或转速(46)的变化并且确定所述曲轴(14)在外推其停止(50)时的角位置(54)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述内燃机(12)的、在所述曲轴(14)外推停止(50)时的曲轴角位置(54)情形中处于进气冲程或压缩冲程的气缸(16)，在所述曲轴(14)的外推的停止时刻(50)之前填充燃料并且在所述内燃机随后起动时直接点火。
6.如权利要求I至5之一所述的方法，其特征在于，为确定所述内燃机(12)可能的停机时刻(50)和/或监测曲轴(14)的角位置(54)和/或转速(48)的变化，使用尤其是双向的曲轴传感器(24)。
7.如权利要求I至6之一所述的方法，其特征在于，为确定所述内燃机(12)可能的停机时刻(50)和/或监测曲轴(14)的角位置(54)和/或转速(46)的变化，仅使用所述内燃机(12)停机(50)前的一段定义的最小时段(58)之前测量得到的测量值。
8.如权利要求I至7之一所述的方法，其特征在于，仅在填充有燃料的气缸(16)中进行点火，以便起动所述内燃机(12)。
9.如权利要求I至7之一所述的方法，其特征在于，所述内燃机(12)与起动/停止-自动控制装置(22)连接。
10.一种用于运行内燃机(12)，尤其用于实施如权利要求I至9之一所述方法的控制单元，包括 输入端口(26)，用于读入有关所述内燃机(12)的曲轴(14)的角位置(54)和/或转速(46)的测量值， 存储单元(30)，用于存储所述内燃机(12)的曲轴(14)的角位置(54)和/或转速(46)随时间的变化， 计算单元(32)，用于计算所述内燃机(12)可能的停机时刻(50)和/或所述曲轴(14)在外推其停止(50)时的角位置(54)。
输出端口(34)，用于控制燃料输送装置(18)和/或控制所述内燃机(12)的气缸(16)的点火。
11.如权利要求10所述的控制单元，其特征在于，所述输入端口(26)和/或所述输出端口(34)与数据总线，尤其是CAN-总线连接。
12.如权利要求10或11所述的控制单元，其特征在于，所述输入端口(26)与所述内燃机(12)的起动/停止-自动控制装置(22)连接。
13.一种带有程序编码-器件的计算机程序产品，该程序编码-器件存储在计算机可读的数据载体上，以便在所述计算机程序产品在计算机，尤其是如权利要求10至12之一所述的控制单元(28)上运行时实施如权利要求I至9之一所述的方法。
14.一种计算机程序，其带有在该计算机程序在计算机，尤其是如权利要求10至12之一所述的控制单元(28)上运行时用于实施如权利要求I至9之一所述方法的编译指令。
15.一种信号序列，其带有在该信号序列由计算机，尤其是如权利要求10至12之一所述的控制单元(28)处理时用于实施如权利要求I至9之一所述方法的计算机可读指令。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行内燃机(12)的方法，通过该步骤检测内燃机(12)可能的停机时刻(50)并且喷射燃料以便填充内燃机(12)的气缸(16)，其中，该喷射在内燃机(12)停机时刻(50)前不久进行。由此能够很舒适地起动内燃机(12)。
文档编号F02D41/26GK102733967SQ20121009977
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月6日 优先权日2011年4月9日
发明者M.吉恩克, S.萨默 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司