用于运行内燃机的方法

专利名称：用于运行内燃机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行内燃机的方法和系统。
背景技术：
在混合动カ车辆中，例如具有在内燃机和电驱动机之间的分离离合器的并联式混合动カ车辆中，作为运行状态已知所谓的惰性运转或者说惰力运转(Segelbetrieb)。在惰性运转中一其也可以称为惯性滑行(freewheeling)、高速自由运转或惯性运行(coasting),机动车的动カ传动轮系或者说传动线路或者说传动系(Triebstrang)被断开，由此，内燃机和变速箱彼此退耦。由于缺少内燃机的拖拽扭矩，因此机动车无驱动地明确地继续滑行，此时在切断进给的情况下处于最高挡位中。为了节省燃料，内燃机可以在空转中运行，因此存在作为行驶状态的空转-惰性运转。作为最后的结论，内燃机可以被关闭。在这种情况下，设有发动机停止一惰性运转作为行驶状态。已知混合动カ车辆，其已经具有用于实施惰性运转的必需的前提条件。在传统的机动车中，相反地必须使起动器设备、机动车电路、转向系、制动设备和变速箱匹配于惰性运转的附加要求。一些变速箱类型在没有其它措施的情况下已经可用于惰性运转，例如电动机械地或电动液压地激活的双离合变速器(DCT)、自动手动变速器(AMT，电控机械自动变速器)、传统的分级自动装置(AT，液力自动变速器)和无级变速箱(CVT,机械无级自动变速器)。这些所述的变速箱类型包括变换器，并且1. d. R.配有机械驱动的泵，其用于对液压触发装置进行供给以及用于润滑和冷却调节元件。此外需要考虑的是，机械泵在发动机停止一惰性运转的情况下未产生压力以及体积流。因此必须利用附加措施确保油供给。通过使用电动油泵(ELOP)得出这种可能性也利用这种变速箱进行惰性运转，其中，利用自动变速箱也能舒适地操纵机动车。在手动变速箱中同样也能实现惰性运转，然而在此需要令人感觉复杂的操作方案。为了开始进行惰性运转，驾驶员必须按压离合器，将变速箱调节到中性位置中并且再次释放离合器。为了再次起动内燃机，必须再次按压离合器。为了随后再次建立在内燃机和变速箱之间的传力配合连接，要挂入与机动车的速度相应的挡位并且再次释放离合器。起辅助作用地，内燃机可以取决于速度并且也可能取决于挂入的挡位而提高转速，因此在变速箱输入端上的转速和内燃机的转速尽可能类似。为了在手动的变速箱中舒适地转换惰性运转，可以考虑应用自动离合器。相应地，发动机停止一惰性运转作用于整个机动车，从而应满足安全要求和可用性目的。其中，与存储的运行策略等相关地，涉及到机动车电路和起动器设备。在出版物DE 103 03 822 Al中描述的机动车中，内燃机通过离合器直接与变速箱输入轴相连接。脉冲起动器发电机直接安装到变速箱输入轴上，因此机动车能以电的方式运行。为了在牵引力未中断的情况下能从电动运行转换为内燃机运行，为内燃机设置通过脉冲起动器发电机实现的直接起动。
由出版物DE 10 2008 000 045 Al中已知了一种用于运行机动车的传动系的方法。在此， 传动系包括至少ー个具有内燃机和电动机的混合驱动装置；布置在混合驱动装置和从动装置之间的变速箱；和布置在内燃机和电动机之间的离合器。在内燃机停止运行时，在传动系的电动运行中，内燃机可以由电动机通过接合布置在内燃机和电动机之间的尚合器而起动。在出版物DE 10 2009 002 177 Al中描述了ー种机动车，其中电动机通过变速箱
単元与第一轴相连接。此外，内燃机通过另ー个变速箱単元和离合器与机动车的第二轴相连接。为了起动第二驱动设备、在此是内燃机，接合传动系，其在此包括变速箱単元以及离合器。

发明内容
在这种背景下，提出了ー种具有权利要求1所述特征的方法和ー种具有权利要求12所述特征的系统。本发明的其它设计方案由从属权利要求和说明书中得出。在所述的方法中，在一种设计方案中，通过在内燃机和与机动车的旋转轮共同作用的变速箱之间的离合器被接合来实现自惰性运转起动机动车的内燃机。相应地，机动车的传动系被接合，通过该传动系在机动车的内燃机和车轮之间交换能量。在此，所谓的提到的起动与直接喷射到通常设计为汽缸的燃烧室中相关联。在本方法的第一种实施方式中，根据内燃机的汽缸的当前位置，确定ー汽缸作为目标汽缸，该目标汽缸处于压缩冲程中，并且通过例如设计成直接喷射的喷射将燃料喷射到目标汽缸中。在这种情况下，内燃机可以设计为汽油直接喷射器或柴油发动机。在该第一种实施方式中还接合了离合器并且在目标汽缸中点燃由空气和燃料组成的混合物，由此进行了第一次燃烧。 在本方法的第二种实施方式中，根据例如设计为汽油直接喷射器的内燃机的汽缸的当前位置，确定ー汽缸作为目标汽缸，该汽缸处于膨胀冲程中。将燃油喷射到目标汽缸中，而其仍处于膨胀冲程中。此外，在目标汽缸中进行点火和燃烧。补充地，接合了离合器。在此可以首先进行点火并且随后接合离合器。然而也可能的是，即进行点火并且同时接合
京人興两ロそケo在本方法的另ー个第三种实施方式中，为第一次喷入确定那个处于吸气冲程中的汽缸作为目标汽缸。替代地，也可以确定前置的汽缸，该汽缸在吸气冲程前的短时间内。随后，离合器在挂入挡位时被接合，确定的目标汽缸沿下止点的方向开动并且燃料被喷射到目标汽缸中。随后，当目标汽缸处于下一个上止点中时，在目标汽缸中进行点火和第一次燃烧。该第三种实施方式例如设置用于设计成进气管喷射器的内燃机
在第四种实施方式中，在内燃机惯性运转时在惰性运转之前就已经准备好自惰性运转的直接起动。在例如可以设计为具有燃油前置结构(Kraftstoff — Vorlagerung)的进气管喷射器的内燃机惯性运转时，在惰性运转之前选择出一工作冲程，并且确定ー处于压缩冲程或吸气冲程中的目标汽缸，并且将燃料喷射到该目标汽缸中，其中目标汽缸的进气阀被关闭。由空气和燃料组成的混合物在惰性运转期间包含在目标汽缸中。只有在自惰性运转起动时才接合离合器，并且目标汽缸被开动经由上止点，随后点燃混合物并将其第一次燃烧。
在所有的实施方式中设计为，燃烧被点燃的燃料以及接合离合器，其中，这两个措施的顺序取决于本方法的各种实施方式。在用于起动内燃机的方法中，不仅来自燃烧的能量而且通过为了起动而被接合的离合器提供的能量都被应用。因此，需要用于起动的起动能量通过燃烧并且通过变速箱经由接合的离合器产生，其中通常在惰性运转之后进行第一次燃烧。在设计为进气管喷射器的内燃机中，其中在内燃机惯性运转时没有进行喷射，内燃机为了进行起动而首先利用离合器开动，随后可以进行燃烧。在设计为柴油发动机的内燃机中，以类似的方式提出，内燃机通过离合器开动并且随后进行燃烧。在设计为具有燃料前置结构的进气管喷射器或直接喷射器的内燃机中，也可以在仍静止的内燃机中进行燃烧。随后，内燃机通过要接合的离合器开动。然而也可能的是，首先接合离合器并且随后点火。同样可能的是，离合器在进行燃烧和/或点火同时被接合。此外，在所有的实施方式中，在内燃机通过接合的离合器开动之后并且在通过喷射而开始第一次、第二次或第三次燃烧和/或点火之后，离合器再次断开，而内燃机独立地加速。这种情况例如持续如此之久，直到内燃机已经达到额定转速，直到对于转速的梯度而言存在定义的值和/或直到定义的时间间隔期满为止。离合器可以被重新接合以便使机动车加速，此后，内燃机的运行參数达到确定的值、例如转速达到目标转速。本方法可以用于具有进气管喷射系统、直接喷射系统的内燃机，和/或用于利用柴油运行的内燃机。自惰性运转起动内燃机可以通过所述方法的前述的实施方式实施，其中，可以通过起动愿望、例如驾驶员愿望开始起动。通常可以根据起动愿望选择出工作冲程和/或确定目标汽缸。起动过程可以通过在内燃机惯性运转时已经进行的确定目标汽缸而做好准备。真正的起动在惰性运转结束时开始。实施哪一种实施方式取决于内燃机的类型，例如汽油-或柴油发动机，并且相应地取决于要实施的喷射的类型。在此从处于惰性运转中的机动车的运动能量中，通常仅使用一部分需要用于起动内燃机的能量，而并不使用全部能量来用于起动。在本方法的设计方案中仅需要开动一次内燃机，其随后独立地加速。需要用于起动内燃机的能量因此从机动车的动能以及从来自于目标汽缸中第一次燃烧的化学能量和也可能是在跟随在目标汽缸之后的汽缸中的其它燃烧的化学能量来获得。在本方法中，内燃机通过接合的离合器开动。通过喷射和点火可以实现，降低通过离合器提供的转矩。在本发明的范围内提出，机动车的内燃机在惰性运转中并不利用传统的起动器设备，而是利用自动变速箱(AT、CVT、DCT、AMT)的离合器起动或者借助干与手动变速箱相连的自动离合器通过一次离合器起动而通常直接地起动。由此在本发明的实现方案中，在惰性运转中通过使要实施的起动的次数最小化，降低了具有传统的、电刷整流的起动器的机械起动器设备的负载。此外可以在频繁的起动时避免干扰的起动器噪声。此外可以避免附加措施、如服务方案或使用可替换的起动器设备、例如皮带起动器_发电机(Riemen — Starter 一 Generator)、以及由此产生的大量耗费。此外避免了在起动过程期间的电压干扰，这又降低了对机动车电路的要求。已知的起动方法包括所谓的离合器-滑动起动(Kuppluns — Schlupfstart)。在此，定义的以滑动的方式接合的离合器将内燃机调整到适合的转速。在此然而从机动车的运动能量中提取了用于起动的全部能量，这导致了可能是能觉察到的延迟并且可以被感觉为是不舒适的。利用提出的方法可以避免这一点，这是因为可以利用其实施设计成提到的直接起动和/或设计成离合器支持的直接起动的离合器起动。在提到的直接起动中，通常由控制设备控制的离合器可以以脉冲形式被接合，直到内燃机被触发(mitgerissen)为止。通过离合器以ー对此适合的值断开，内燃机可以自动加速。因此能实现ー种舒适的、无急冲的、声音小的并且快速的起动。在能惰性运转的机动车中设置的离合器支持的直接起动可以根据第一次測量在速度大于30km/h时实施。这基于此，存在速度阈值下限，其中离合器支持的直接起动不再舒适。通过应用离合器起动，起动器的负载可以降低约33%。惰性运转也可以在传统的、仅具有一个内燃机作为唯一的驱动设备的机动车中实施。此外可能的是，根据本发明的方法不仅实施用于混合动カ车辆，而且也实施用于所述的传统的车辆，这是因为其具有传动系的为此所需的组件。通过相应的操作方案，内燃机自动地从惰性运转开始运转。在惰性运转中被关掉的发动机根据本发明在充分利用在惰性运转中滑行的机动车的至少一部分动能的情况下在没有急冲并且不应用起动器设备的情况下被起动。此外在本发明的一种设计方案中还设计为，通过适合的选择的方法步骤，同样可以规定内燃机的一种针对性的定位，即活塞关于对于起动重要的目标汽缸的至少ー个上止点的停止位置，以便改进起动性能的可再现性。相应地，活塞也可以相对于多个上止点针对性地进行定位。根据按照起动愿望而存在的停止位置，并且根据内燃机的喷射设备的类型和/或根据要实施的燃烧方法的类型，内燃机可以通过本方法的实施方式之一来起动。本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图中得出。显而易见，前述的和下面还要阐述的特征不仅在分别给出的组合中、而且也在其它组合中或者单独应用，而并不背离本发明的范畴。


图1示出了用于定义示例车辆用的惰性运转的图表。图2以示意图示出了在实施根据本发明的方法的第一种实施方式时内燃机的汽缸。图3示出了关于根据本发明的方法的第一种实施方式的图表。图4以示意图示出了在实施根据本发明的方法的第二种实施方式时内燃机的汽缸。图5示出了关于根据本发明的方法的第二种实施方式的图表。图6以示意图示出了在实施根据本发明的方法的第三种实施方式时内燃机的汽缸。图7示出了关于根据本发明的方法的第三种实施方式的图表。图8以示意图示出了在实施根据本发明的方法的第四种实施方式时内燃机的汽缸。图9示出了关于根据本发明的方法的第四种实施方式的图表。图10示出了关于根据本发明的方法的另ー种实施方式的流程图。
图11示出了关于根据本发明的方法的另ー种实施方式的图表。图12以示意图示出了根据本发明的系统的ー种实施方式。
具体实施例方式本发明借助附图中的实施方式示意性地示出并且在下面參考附图进行详细描述。下面根据图1中的图表说明用于示例车辆的惰性运转。在惰性运转中设计为，示例车辆在传动系分离的情况下滑行。在此，示例车辆的内燃机处于空转或者说怠速。替代地可以设计为，内燃机被接合。与内燃机处于空转或是被接合无关，惰性运转的特征在干，内燃机在示例车辆滑行的情况下处于ー种运行状态中，在该运行状态中未消耗燃料。在图1中，在图表中示出了与示例车辆的行驶状态相关的不同的滑行距离。在此，在纵坐标10上，行驶速度以km/h表示，并且在横坐标12上，滑行距离关于在第三挡中随着切断进给的滑行以百分比表示。从100km/h的速度出发，示出了在第三挡中切断进给时的第一曲线走向14，在第六挡中切断进给时的第二曲线走向16，并且在惰性运转时的第三曲线走向18。在视图中第一箭头20说明滑行距离在第三挡中切断进给时为100% ;第ニ箭头22说明滑行距离在第六挡中切断进给时为200% ;并且第三箭头24说明滑行距离在惰性运转时为425%。相应地，可以当运行示例车辆时，在惰性运转中避免了内燃机的牵引损耗。为了能实施惰性运转，机动车必须满足多个要求。如果机动车设计为所谓的混合动カ车辆，则需要为了安全地运行机动车的机动车电路，存在冗余的蓄能器或相应的冗余的能源。此外多个辅助设备、例如用于监控制动压カ的模块、电真空泵、油箱通风系统、电油泵和/或液压存储器要匹配于惰性运转。同样也适用于机动车的起动器设备，从而在仍然起动舒适性高的情况下也能实现尽可能短的起动时间。然而也要考虑不会由于惰性运转使起动器设备过度负载，从而该起动器设备能实现长的使用寿命。控制设备(ECU)应适用于在没有空转-和进给阶段的情况下也能执行诊断和适配。此外，例如在设计为混合动カ车辆的机动车中需要注意惰性运转如何对余热利用(能量再循环)产生影响。通常，机动车的内燃机在惰性运转的情况下，在内燃机停机之后——其中机动车的速度明显大于0 km/h——与纯起动一停机一运行相比——其中机动车具有最大为3至5km/h的速度--以约二倍至三倍更频繁地起动。图2以示意图示出了处于运行情况中的内燃机的第一汽缸30、第二汽缸32、第三汽缸34、第四汽缸36以及曲轴40，其中，四个汽缸30、32、34、36处于不同的工作冲程中。在图2中示出了在一个时刻内汽缸30、32、34、36的工作冲程。在此，第一汽缸30处于膨胀冲程44中，第二汽缸32处于排气冲程46中，第三汽缸34处于压缩冲程48中，并且第四汽缸36处于吸气冲程50中。曲轴40在膨胀冲程44和吸气冲程50期间处于上止点(0T)。汽缸30、32、34、36在内燃机的常规运行中规则地依次经过所述工作冲程 。为了说明根据本发明的方法的第一种实施方式，除了图2a和2b之外还參看图3，其中在根据本发明的方法的第一种实施方式中示意性地示出了 在第一运行情况中的机动车54的驱动设备52,该驱动设备具有内燃机56、离合器58和变速箱60,在该第一运行情况中，布置在内燃机56和变速箱60之间的离合器58并且进而机动车54的传动系被断开，以及示出了在第二运行情况中的驱动设备，在该第二运行情况中，离合器58并且进而传动系也被接合。根据图3的内燃机56的四个汽缸30、32、34、36在图2a和2b中详细地示出。此外，图3包括具有横坐标62的第一图表，沿该横坐标示出了时间，以及还示出了纵坐标64，沿该纵坐标示出了内燃机56的转速。在根据图3的第一图表中的曲线84说明了转速的曲线走向。根据图3的流程图在此包括五个符号，它们说明了根据本发明的方法的各个步骤并且其也在图2a和2b中示出。根据图3的第二图表示出了曲线66，用于内燃机56的转速传感器的信号的曲线走向。此外，图3包括第三图表，其中，沿横坐标62示出了时间，并且沿纵坐标68示出了以km/h的机动车54的速度。如已经描述，为了说明根据本发明的方法的各个步骤，參看根据图2a，2b和3中的符号。在这里所不出的、根据本发明的方法的实施方式中，对内燃机56实施直接喷射。在本方法的第一步骤中，根据起动愿望实现了目标汽缸的确定70，该目标汽缸在此是指第三汽缸34。在本方法的范畴中设计为，对于处于压缩冲程48中的目标汽缸而言，为了起动内燃机56，在压缩冲程48期间进行第一次喷射72。为了实现目标汽缸的确定70，例如通过控制设备来检测内燃机56的全部汽缸30、32、34、36的被称为惰性滑行位置的位置。在这里提出的、目标汽缸的确定70中可以确定在ー时刻处于压缩冲程48中的汽缸30、32、34、36，在该时刻，在内燃机56和变速箱60之间的离合器58在机动车54的惰性运转中通常根据起动愿望需被接合。为了实施喷射72，燃烧參数、例如喷射阀的触发持续时间通过在此被确定为目标汽缸的第三汽缸34的起动位置来确定，该第三汽缸在本方法的范畴中对于要实施的直接起动而言是重要的。在第三步骤中，一旦确定了目标汽缸并且在压缩冲程48期间实施了喷射72，则实施离合器58的通常自动的接合74。在此可以涉及第一压缩冲程48之一、例如第一、第二或第三压缩冲程48。设计为，如果目标汽缸、即第三汽缸34已经被开动经由第一汽缸30的第一上止点之一、例如第一、第二或第三上止点，那么在挂入挡位时实施离合器58的接合74。在第四步骤中，随后在目标汽缸内实施了点火76以及实施了在目标汽缸中点火的空气燃料-混合物的第一次燃烧78。需在第四步骤中实施的点火76和由此引起的、在目标汽缸中的第一次燃烧78足以对于内燃机56的转速的独立加速。一旦内燃机56独立地加速，则还在第四步骤期间就可以略微断开离合器58。这是在定义的时间间隔之后的情况，即在内燃机56已经达到额定转速之后和/或当转速的梯度已经达到一定义值吋。通过这种措施可以使得对于机动车54的传动系的、实施的起动的反作用最小化，该反作用例如可通过急冲(Ruck)或转矩跳跃而察觉到。在现在再次起动并且进而已经运行的内燃机56中实施的第五步骤中，一旦内燃机56已经达到了一定义的目标转速82，则进行离合器58的重新接合80。在根据图3的第二图表中考虑到转速传感器的信号的曲线66的情况下，表明了机动车54的运行过程。在此，为机动车54首先设置了内燃机56的惯性运转(Auslaufen)86，其中机动车54的转速逐渐降低。如在根据图3的第三图表中的曲线88所示，伴随于此，机动车54的速度也降低。在惯性运转86之后是内燃机56的停止摆动阶段90。随后，内燃机56被接合并且处于停机状态92或空转。由于机动车54在停机状态92或空转期间继续滑行，因此对于机动车54而言存在惰性运转，其中，没有通过内燃机56实施燃烧并且因此不消耗能量。在内燃机56的停机状态92快结束时并且因此也在惰性运转快结束时通常根据起动愿望进行目标汽缸的确定70。紧随其后进行用于目标汽缸的第一次喷射72，因此也从机动车54的惰性运转出发开始了用于机动车54的内燃机56的起动过程94。起动过程94包括离合器的接合74 ;在目标汽缸中由空气和燃料组成的混合物的点火76 ;在目标汽缸中的混合物的第一次燃烧78，该第一次燃烧通过在点火76之后用于转速曲线84中的第一个最大值96而察觉到；以及一旦达到目标转速82时离合器58的重新接合80。后面的图4、6和8以图2为基础。此外，后面的附图5、7和9以图3为基础。所述的后面的附图用于说明根据本发明的方法的其它实施方式。根据本发明的方法的第二种实施方式借助图4和5来描述，其中图4a源自于图2a，图4b源自于图2b，并且图5源自于图3。在所述的附图中相同的组件、运行參数等在本发明的两种实施方式中具有相同的附图标记。根据本发明的方法的第二种实施方式与第一种实施方式的区别在于各个要实施的步骤，其在图4中并且也在图5的流程图中通过符号示出。在根据本发明的方法的第二种实施方式中同样进行目标汽缸的确定170，该目标汽缸在此是指第一汽缸30，该第一汽缸在机动车56的惰性运转中根据起动愿望处于膨胀冲程44中。为了实现目标汽缸的确定170，同样测得了内燃机56的全部汽缸30、32、34、36的惰性滑行位置。此外，对第一汽缸30并且进而目标汽缸进行燃料的喷射172，该汽缸处于第一膨胀冲程44之一、例如第一、第二或第三膨胀冲程中，其中确定对于直接起动重要的目标汽缸的燃烧參数。在第三个步骤中，在目标汽缸内喷射172之后，现在进行位于其中的空气-燃料-混合物的点火174以及由此引起的第一次燃烧176。第一次燃烧176可以已经足以用于使目标汽缸和/或曲轴40被开动经由第一上止点之一、例如第一、第二或第三上止点。随后，在挂入挡位时实施离合器58的通常自动的接合178，并且如果第一次燃烧176对此并不充分，则使得目标汽缸进ー步被开动(drehen)经由设置的上止点。在另ー个步骤中，实现内燃机56的转速的独立的加速180，其中，一旦内燃机56达到了额定转速和/或转速的梯度达到了额定值，则离合器58通常自动再次断开。在最后的步骤中，对于起动的内燃机56而言，在达到定义的目标转速82时，实施离合器58的重新接合182。关于本方法的第二种实施方式，也可以參考图5中用于转速的曲线84和转速传感器的信号的曲线66。在此，当转速达到了第一最大值96吋，则在惰性运转中的内燃机56的停机状态92之后，在起动过程94中进行第一次燃烧176。此外，目标汽缸通过离合器56的接合178被开动经由设置的上止点184。通过本方法的第二种实施方式实现了，起动对于机动车56的其余的传动系、例如机动车的变速箱60的影响比在第一种实施方式中的情况更小。根据本发明的方法的第三种实施方式借助图6和7进行描述。在此，图6基于图2或图4，并且图7基于图3或图5。在所述的附图中相同的组件、运行參数等在本发明的实施方式中具有相同的附图标记。本方法的第三种实施方式的各个步骤在图6和7中通过符号表不。在此，为了实现目标汽缸的确定270，确定了处于吸气冲程50中的第四汽缸36。替代地也可以在前置的汽缸30、32、34处于吸气冲程50中之前的短时间内确定前置的汽缸30、32、34。在考虑到汽缸30、32、34、36的已知的惰性滑行位置的情况下进行确定270。随后进行对于直接起动重要的目标汽缸的燃烧參数的确定272。在另ー个步骤中，在挂入挡位时实施离合器58的接合274并且使确定的目标汽缸沿下止点276的方向开动。在达到下止点276的同时或者是在此之前,在此期间或者是在此之后将燃料喷射到目标汽缸中。当目标汽缸达到下一个上止点282、例如第一、第二或第三上止点282时，在该目标汽缸内进行混合物的点火278和第一次燃烧280。随后进行内燃机52的独立的加速或者说开动(Hochlauf )284，其中再次断开离合器58。当内燃机52的运行參数达到ー确定的值、在此是目标转速288吋，进行离合器58的重新接合286。因此，利用第三种实施方式能实施用于具有进气管喷射系统或直接喷射系统的内燃机56的离合器支持的直接起动。当目标汽缸处于吸气冲程中吋，喷射在离合器58的接合274之后进行。喷射也可以在下述情况下实施目标汽缸在曲轴40运动之后处于膨胀冲程44，排气冲程46或压缩冲程48中以及相应地在起动过程94中处于吸气冲程50之前。还可以省略通过之前确定目标汽缸而实现的快速的起动过程。在这种情况下如在正常起动时进行等待，直到在第一个上止点之一、例如第一、第二或第三上止点中实现汽缸30、32、34、36的同步，并且实施了离合器58的接合274以及用于下ー个可能的汽缸30、32、34、36的喷射。根据本发明的方法的第四种实施方式根据源于图2、4或6之ー的图8以及根据源于图3、5或7之ー的图9进行描述。在所述的附图中相同的组件、运行參数等具有相同的附图标记。本方法的四种实施方式的各个要实施的步骤在图8中并且在根据图9的流程图中通过符号表示。在第四种实施方式中，在内燃机56的停止摆动阶段90中的发动机停止状态92之前就已经进行了用于最后的喷射的目标汽缸的确定370，其中，目标汽缸例如通过惯性运转预报来确定。随后进行对于直接起动重要的目标汽缸的燃烧參数的确定372。在此，燃烧參数通过惰性滑行位置来确定，该惰性滑行位置相应于对于直接起动重要的目标汽缸的起动位置。当目标汽缸从压缩冲程48出发在曲轴40运动之后以及在接合进气阀时处于吸气冲程50中时，则进行喷射374。为此，曲轴40通过适合的方法定位。替代地，如图8b中示出当目标汽缸保持在压缩冲程48中吋，也可以在紧接着的压缩冲程48中进行喷射374。在发动机停止状态92期间，由空气和燃料组成的混合物包含地保留在目标汽缸中(图Sb和图9中的箭头376)。在自惰性运转的下ー个起动过程94中，进行离合器58的接合378，并且目标汽缸被开动经由上止点380、例如第一、第二或第三上止点380。随后进行点火382和第一次燃烧384，随后进行转速的独立的加速386，其中离合器58被再次断开。当对于内燃机52来说达到了一确定的运行參数、例如目标转速390吋，进行离合器58的重新接合388。
在第四种实施方式中设计为，自惰性运转的起动已经在内燃机停止时在惯性运转过程中、在其处于惰性运转之前被准备好。当确定的目标汽缸处于吸气冲程50中时或者当目标汽缸替代地处于膨胀冲程44、排气冲程46或压缩冲程48中时，可以进行喷射374。也在这种可替换的变型实施方式中设计为，喷射374在停止摆动阶段90中实施。在惰性运转中发动机停止状态92期间，喷入的混合物包含地保留在目标汽缸中。自惰性运转的起动过程94通过离合器58的接合378开始，随后进行点火386。根据图10的流程图示出了根据本发明的方法的另ー种实施方式的步骤。根据图11的配属于其的图表指出了根据本发明的方法的另ー种实施方式的步骤。根据图11的两个图表包括横坐标100，沿该横坐标示出了以秒为単位的时间。沿两个图标的纵坐标102、104示出了在实施根据本发明的方法的另ー种实施方式时机动车的各种不同的运行參数用的值。在根据图11的第一图表中的第一曲线114表明了以每分钟转数为单位的内燃机转速的曲线走向。根据图11的第一图表的第二曲线116表明了离合器110的状态。此外在根据图10的流程图中示意性地示出了操作元件、即设计为加速踏板106的第一操作元件以·及第ニ操作元件、在此是离合器踏板108。此外，根据图10的流程图示出了离合器110以及用于起动卸载(Startabwurf) 112的符号。如根据图10的流程图所示，加速踏板106和离合器踏板108为了实施惰性运转120而去激活。这意味着，加速踏板106和离合器踏板108不被操纵，通常是不被踩踏。在随着内燃机停止的惰性运转120中，机动车滑行，其中内燃机的转速和由内燃机产生的转矩为零。驾驶员愿望122作为用于结束惰性运转120和进而是用于起动内燃机的起动愿望例如通过操纵加速踏板106开始。随后，例如在本发明的第一种实施方式(图2和3)中处于压缩冲程的汽缸被确定为目标汽缸。一旦在压缩冲程期间对目标汽缸进行了喷射，如已经通过根据本发明的方法的第一种实施方式表明的那样，在此则也进行离合器HO的接合124，由此使得内燃机开动。如果确定了目标汽缸、在压缩冲程期间进行了喷射并且进行了离合器110的接合124，则在实施起动卸载112的情况下满足了用于直接起动126的条件。在随着起动卸载112内燃机的直接起动126 (根据图3的第二图表的第一曲线128)中，如通过在根据图11的第二图表中的第一曲线所示，在目标汽缸中进行第一次燃烧130以及转速再一次升高。一旦内燃机独立加速，则在另一个步骤中实施了离合器110的断开132。起动过程的结束134在根据图11的第二图表中通过第二曲线136表明。在另ー个步骤中，进行了离合器110的重新接合138，随后机动车加速。在根据本发明的这种实施方式中可以通过监控转速和例如通过检测转速的梯度而查明是否达到了转速的第一最大值和/或阈值。由此可以查明，是否已经发生了第一次燃烧130和是否已经产生了足够的转矩，以便能使内燃机在没有其它支持的情况下加速。随后，为了实施直接起动126，可以实施起动卸载112以及离合器110的断开132。离合器110的重新接合138的时刻以及进而离合器耦合的时刻例如可以在超过转速阈值时和/或在考虑到至少另ー个运行參数、例如时间、时间间隔或转速梯度的值的情况下被确定。在本发明的另ー种设计方案中，图10中示出的流程图也可以用于描述根据本发明的方法的第二种实施方式，如根据图4和5示出。在根据本发明的方法的第二种实施方式中，与在根据本发明的方法的第一种实施方式中一祥，根据驾驶员愿望122确定目标汽缸，其中，在根据本发明的方法的第二种实施方式中设计为，将内燃机的那个处于膨胀冲程中的汽缸确定为要确定的目标汽缸。此外还实施了对处于膨胀冲程中的目标汽缸喷射燃料。与根据本发明的方法的第一种实施方式不同的是，在根据本发明的方法的第二种实施方式中在离合器110的接合124之前实施了在目标汽缸内的由燃料和空气组成的混合物的点火以及第一次燃烧。随后也可以在根据本发明的方法的第二种实施方式中实施直接起动126、离合器110的断开132以及离合器110的重新接合138。相应地也可以根据图10的流程图描述根据本发明的方法的第三种实施方式(图6和图7)。在此，与根据本发明的方法的第一种和第二种实施方式不同地设计为，要根据驾驶员愿望122确定的目标汽缸处于吸气冲程中。此外，还在目标汽缸内喷射由燃料和空气组成的混合物之前就实施了离合器的接合124，随后实施直接起动126、离合器的断开132以及离合器110的重新接合138。在图12中示意性地示出了根据本发明的系统140的一种实施方式，该系统在此包括控制设备142，以及机动车144的各种不同的组件。在此，图12示出了 具有四个汽缸148的内燃机146 ;离合器150 ;变速箱152以及机动车的轴154，在该轴上布置有两个车轮156。在图12中示出的机动车144的各个组件通过驱动轴158相互连接。由于在此示出的机动车144仅具有作为驱动设备的内燃机146，因此它是指一种传统的机动车144。图12还示出了机动车144的设计为加速踏板的操作元件160。通常，离合器150布置在内燃机146和变速箱152之间。如果离合器150以及进而机动车144的传动系162被接合，则在内燃机146和具有车轮156的轴154之间通过变速箱152交换能量。在此，能量可以从内燃机146传递到轴154和进而车轮156上，从而通过内燃机146驱动车轮156。在此，在内燃机146的汽缸148中燃烧由燃料和空气组成的混合物时产生的化学能量被作为用于使车轮156运动的动能而传递。然而在根据本发明的方法的一种实施方式中，能量也可以从车轮156和/或轴154出发通过作为传动系162的组件的变速箱152传递至内燃机146，从而从车轮156或轴154出发牵引内燃机146。在这种情况下，车轮156的动能用于驱动发动机146。如在图12中的双箭头表明，控制设备142可以与机动车的其它组件交換信号并且因此检测这些组件的运行參数、例如内燃机146的转速、转速的梯度、汽缸148的位置和/或工作冲程、机动车基于轴154的转速的速度以及操作元件160的位置。此外，控制设备142可以监控机动车144的组件的功能并且因此控制和/或调节这些功能。在此，控制设备142可以例如调节用于为至少ー个汽缸148的喷射的时刻以及断开或接合离合器150。具有控制设备142的系统140设计用于实施用来运行机动车144的内燃机146的方法的所述的实施方式。在此设计为，机动车144处于惰性运转中。在此，机动车144在内燃机146未产生转矩并且因此不消耗能量的情况下滑行。在这种运行情况中，内燃机146可以被关闭或处于空转。通过对操作元件160进行操纵以及由此提供的起动愿望，开始起动内燃机146。为了自惰性运转起动内燃机146，控制设备142测试了，内燃机146的一个确定的目标汽缸何时处于被选择出的工作冲程中，为了起动内燃机146对该目标汽缸实施了喷射。通过触发配属于汽缸148的喷射阀，控制设备142使得当确定的目标汽缸处于被选择出的工作冲程中时，将燃料喷入到该目标汽缸中。此外，控制设备142接合了布置在内燃机146和变速箱152之间的离合器150。在此，喷射可以在离合器150接合之前或在此之后实施，从而可以自动地加速或者说开动(hochlaufen)内燃机146。此外,可以根据起动愿望，在目标汽缸中进行第一次点火之前，实施离合器的接合。替代地，可以根据起动愿望，在目标汽缸中进行第一次点火并且在此之后接合离合器。相应地可以在内燃机146起动时或已经在惯性运转时与喷射形式、燃烧方法和/或用于喷射的选择的工作冲程无关地实施该方法。如在第一种实施方式(图2和3)中所述，系统140可以实施通常固定的内燃机146的起动用于目标汽缸，该目标汽缸根据起动愿望处于作为工作冲程的压缩冲程中。在这种情况下，控制设备142在燃料喷入到目标汽缸中之后接合离合器150。离合器150使目标汽缸开动通过第一上止点之一、例如第一、第二或第三上止点，直到所有汽缸同步为止，随后在目标汽缸中点燃由燃料和空气组成的混合物并且因此为目标汽缸进行第一次燃烧。如果系统140实施用于通常固定的内燃机146的根据第二种实施方式(图4和5)的方法，则确定ー处于作为工作冲程的膨胀冲程中的目标汽缸。在此，为目标汽缸实施了第一次燃烧，则接合离合器150。这可以表明，在目标汽缸中，在喷射燃料之后，点燃由燃料和空气组成的混合物，并且随后第一次接合离合器150，以便由此当来自于第一次燃烧的能量不足以满足于此时，使目标汽缸开动经由第一上止点之一、例如第一、第二或第三上止点，直到实现所有汽缸的同步为止。随后断开离合器150，从而内燃机146可以加速达到目标转速。一旦达到了目标转速，则再次接合离合器150。系统140也可以实施根据第三种实施方式的方法(图6和7)。在此确定了ー处于作为工作冲程的吸气冲程中的目标汽缸。离合器150在挂入挡位时被接合。在此之后才对目标汽缸实施喷射，随后，当目标汽缸处于下一个上止点中时，点燃目标汽缸中的由空气和燃料组成的混合物并且进行第一次燃烧。随后可以使内燃机146加速。替代地，喷射还可以在下述情况下进行目标汽缸在离合器接合后处于其它工作冲程之一中。也可能的是，利用系统140实施根据本发明的方法的第四种实施方式(图8和9)。在此，通过惯性运转预报，已经在内燃机146停止时就确定了对于直接起动重要的目标汽缸并且为其进行喷射，该目标汽缸例如处于压缩冲程或吸气冲程中。在惰性运转期间在内燃机停止吋，由燃料和空气组成的混合物包含地保留在目标汽缸中。为了自惰性运转起动内燃机，接合离合器150，其中，目标汽缸可以处于四个可能的工作冲程之一中，并且目标汽缸为了实现点燃混合物被开动经由上止点。为了实施本发明，可以为内燃机146实施喷射以用于自惰性运转起动。然而也可能的是，已经在内燃机146停止时就实施了为目标汽缸进行的喷射，其中混合物在停机状态阶段期间在惰性运转中截止地保留在目标汽缸中。根据本发明的方法的所述的实施方式相应地区别在于要实施的步骤的顺序以及时刻，即起动过程何时开始和/或准备好。在三种实施方式中的第一种实施方式中，为了结束惰性运转而开始起动过程。相反，在第四种实施方式中为了准备好自惰性运转起动，在内燃机惯性运转时就已经确定了目标汽缸并且向其中喷入燃料。目标汽缸取决于汽缸148的当前存在的工作冲程而确定。这也可以包括以下措施选择出工作冲程，并且随后确定目标汽缸或者首先确定目标汽缸并且随后选择出工作冲程。在此，通常将那个根据起动愿望而处于压缩冲程或膨胀冲程中的汽缸确定为目标汽缸，该起动愿望例如通过操纵设计为离合器踏板的操作元件160而信号化并且通过控制设备142进行记录。在此，可以基于汽缸148根据起动愿望处于哪ー个工作冲程中，通过控制设备142来判定为了起动内燃机146现在是实施第一种或是第二种实施方式。可以根据以下要素作出判定时间，以便尽可能快速地实施起动；燃料的消耗，以便使消耗保持最小化；和/或内燃机146的另ー个运行參数。此后，为了触发第一次燃烧，通过喷射阀将燃料喷入到目标汽缸中。一旦转速的曲线达到了第一个最大值和/或存在确定的转速梯度，则可以证明第一次燃烧。需要用于起动内燃机146的能量仅部分地源自于机动车144的动能。此外，内燃机146通过触发第一次燃烧而产生了其它能量。为了结束起动，一旦内燃机146在第一次燃烧之后独立地加速，离合器150就再次断开。在考虑至少ー个运行參数的值的情况下能可靠地识别出内燃机146的成功的起动。可以将内燃机的转速、转速的梯度或者时间考虑作为至少ー个运行參数。内燃机的独立的开动例如在下述情况下实现内燃机达到了 一个额定转速或者当转速的梯度达到了 一定义的值。为了最后转换驾驶员的进ー步行驶愿望，一旦内燃机146达到了ー个目标转速，则再次接合尚合器150。本发明还可以用于内燃机146，该内燃机实施进气管喷射作为喷射。在ー种用来实施用于具有进气管喷射系统(port fuel injection进气燃油式喷射系统，pfi)的内燃机146的方法的策略中，可以在第一压缩冲程之一中、例如在第一、第二或第三压缩冲程中，或者在第一膨胀冲程之一中、例如在第一、第二或第三膨胀冲程中实施第一次燃烧。在柴油作为燃料进行燃烧的内燃机146中可以设计为，使离合器150对于目标汽缸的多个上止点、例如对于三个上止点打滑并且随后重新短暂地断开。在本方法的实施方式中，关于第一上止点、第一上止点之一和/或对于内燃机146的起动重要的目标汽缸的当前的工作冲程，考虑内燃机146的各个针对性的定位和进而活塞的停止位置，直到所有汽缸同步化为止。所述的停止位置也可以用作ー种可能的运行參数，据此作出判定现在是实施根据本发明的方法的第一种或是第二种实施方式。因此在起动时可以更好地再现(reproduzieren)内燃机146的特性。在根据本发明的方法的所有实施方式中设计为，内燃机146通过和/或经由离合器150开动，其中，将动能输送至内燃机146。当内燃机146可以独立地加速吋，内燃机146的起动结束，这在不同的起动中可以持续不同长度的时间。通过在本方法的范畴中进行的喷射、点火和第一次燃烧，可以降低由和/或通过离合器150提供的必需的转矩以用于使内燃机146加速。一旦可能实现内燃机的基于燃烧的加速，则可以短暂地重新断开离合器150。本方法的所有在此所描述的实施方式都可以被实施以用于实现内燃机的离合器支持(kupplungsunterstiitzt)的直接起动，该内燃机实施了进气管喷射。也可能的是，本方法的实施方式被实施以用于内燃机，该内燃机实施了直接喷射或者设计为柴油发动机。
权利要求
1.一种用于运行机动车(54、144)的内燃机(56、146)的方法，其中，为了自惰性运转(120)起动所述内燃机(56、146)，确定所述内燃机(56、146)的一目标汽缸，所述目标汽缸处于选择出的工作冲程中并且为了进行起动而将燃料喷射到所述目标汽缸中，并且其中，在所述机动车(54、144)的内燃机(56、146)和变速箱(60、152)之间的离合器(58、110、150)被接合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工作冲程根据起动愿望而被选择出，以用于实施起动所述内燃机(56、146 )。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中设计为，在所述惰性运转(120)期间确定一目标汽缸，所述目标汽缸处于作为工作冲程的压缩冲程(48)、膨胀冲程(44)或吸气冲程(50)中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述内燃机(56、146)惯性运转(86)时在所述惰性运转(120)之前选择出用于准备自所述惰性运转(120)起动所述内燃机(56、146)的工作冲程。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，确定了一目标汽缸，所述目标汽缸在所述内燃机(56、146)惯性运转(86)时在惰性运转之前处于作为工作冲程的压缩冲程(48)或吸气冲程(50)中，其中，还在所述惯性运转(86)期间实施将燃料喷射(374)到所述目标汽缸中，其中，所述离合器(58、110、150)被接合，以用于自所述惰性运转起动所述内燃机(56、146)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述离合器(58、110、150)根据起动愿望在所述目标汽缸中第一次点火(76、174、278、382)之前被接合。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述离合器(58、110、150)根据起动愿望在所述目标汽缸中第一次点火(76、174、278、382)之后被接合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述内燃机(56、146)的汽缸(30、32、34、36、148)中确定所述目标汽缸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为所述内燃机(56、146)实现第一次燃烧(280)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，一旦所述内燃机(56、146)能独立地加速，所述离合器(58、110、150)就再次断开。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，一旦所述内燃机(56、146)的运行参数达到了目标值、例如目标转速，所述离合器(58、110、150)就再次接合。
12.—种用于运行机动车(54、144)的内燃机(56、146)的系统，其中，为了自惰性运转(120)起动所述内燃机(56、146)，所述系统(140)的控制设备(142)确定了所述内燃机(56、146)的目标汽缸，所述目标汽缸处于被选择出的工作冲程中，其中，所述控制设备(142)使得，为了进行起动而将燃料喷射到所述目标汽缸中，并且其中，所述控制设备(142)在所述机动车(54、144)的内燃机(56,146)和变速箱(60、152)之间接合离合器(58、110、150)。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行机动车(54)的内燃机(56)的方法，其中，为了自惰性运转起动内燃机(56)，确定了内燃机(56)的目标汽缸，该目标汽缸处于选择出的工作冲程中并且为了进行起动而将燃料喷射到所述目标汽缸中，并且其中，在机动车(54)的内燃机(56)和变速箱(60)之间的离合器(58)被接合。
文档编号F02D41/10GK103032187SQ201210367849
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年9月28日
发明者E.卡尔瓦, N.米勒, S.施特劳斯, S.赫夫勒 申请人:罗伯特·博世有限公司