用于启动内燃机的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于启动内燃机的方法、一种根据权利要求10的前序部分的用于执行该方法的装置和一种根据权利要求11的用于执行该方法和/或具有该装置的车辆。

背景技术：

众所周知的内燃机(特别是商用车辆或固定设备中的柴油内燃机)具有至少一个气缸(大多数情况下，多个气缸)、可控的启动装置、可控的燃料喷射装置和控制单元。

为了启动内燃机，商用车辆的驾驶员致动启动操作元件(例如，点火开关)，由此，控制单元激活启动装置和燃料喷射装置。通过激活启动装置，以增加发动机转速的方式驱动内燃机，进而启动内燃机。

这种众所周知的启动操作的缺点在于，具有相对较高的启动转矩的启动装置必须克服每个气缸的压缩冲程中的压缩，直至发动机启动，因而必须针对相应的高功率来设定启动装置的尺寸。另一缺点在于，由于在启动操作中同时激活燃料喷射装置，未燃烧的燃料进入排气装置，并且导致不利的污染环境的高排放。

另外，众所周知地，内燃机(特别是固定内燃机)配备有减压杆，借助减压杆能够在启动操作中机械地打开进气阀门和/或排气阀门，以抑制压缩。当发动机转速在致动启动装置之后增加并且启动人员认为已经达到合适的启动转速时，减压杆转动，由此，气阀门获得其操作功能，并且内燃机启动。显然，如果减压杆存在于内燃机上并且能够直接触及，则这种措施仅对于相对较小的启动转矩是可行的，然而，特别在车辆中大多并不是这种情况。另外，此处，燃料喷射装置在启动操作开始时就已被激活，因而在此处也会在启动操作中产生高的污染环境的排放。

技术实现要素：

与此相反，本发明的目的在于提出一种用于启动内燃机的方法和一种用于执行该方法的装置，以能够可靠地并有效地降低所需的启动转矩以及污染环境的排放。

通过独立权利要求的特征来实现本发明。在从属权利要求中公开了优选的实施例。

根据权利要求1，本发明提出了一种用于启动内燃机的方法，其中，内燃机具有至少一个气缸、可控的启动装置和可控的燃料喷射装置，其中，所述内燃机至少有一个气缸(特别地，每个气缸)被配备有至少一个减压阀，减压阀用于减少在内燃机的操作期间在压缩冲程的情况下发生的压缩。根据本发明，在控制单元中预设规定的启动转速。另外，在启动装置的受控激活的情况下(特别地，同时)，通过控制单元，以自动受控的方式打开所述至少一个减压阀，其中，在此尚未激活燃料喷射装置。

通过激活启动装置，内燃机转动，并且发动机转速增加。

控制单元检测内燃机的当前的、增加的转速，并且在达到规定的启动转速时关闭所述至少一个减压阀。另外，然后，特别地在关闭所述至少一个减压阀之后，激活燃料喷射装置，使得内燃机立即响应并被启动。

根据本发明的启动方法在致动启动操作元件之后自动地进行。因为在启动操作期间不必克服启动装置的由于压缩而产生的反作用力，所以启动操作需要相对较小的启动转矩。因此，有利地，启动装置能够被设定成具有相对较小的功率和必要情况下的小的整体体积。有利地，所需的启动能量也相对较小。优选地使用电气启动装置，原则上，该方法也能够通过其它的启动装置来执行，例如，气动或液压的启动装置。

因为燃料喷射装置仅在达到预定的启动转速之后才被控制单元激活，所以在启动操作中有利地不产生污染环境的排放，从而有利地减少了内燃机的总排放。

上述方法特别适用于多气缸柴油发动机，特别是作为驱动发动机安装在商用车辆中的多气缸柴油发动机。

优选地，作为预设在控制单元中的规定的启动转速，100rpm和180rpm之间的转速是合适的。如有必要，在控制单元中能够以可变地限定的方式调整启动转速，以使其自动地匹配不同的、检测到的边界条件，特别是不同的环境条件。

对于各个气缸来说，除了现有的进气阀门和排气阀门，优选地提供了作为减压阀的附加的可控阀。然而，原则上，在其它功能中，也可以使用能够被控制单元打开的进气阀门和/或排气阀门以作为根据该方法的减压阀。附加的减压阀应当优选地被配置成可电气控制的电磁阀。

为实现简单的构造，启动装置和燃料喷射装置同样能够优选地被控制单元控制。优选地，用于启动操作的控制单元至少部分地集成在发动机控制单元中，使得根据本发明的方法在控制技术方面不产生附加成本。

因为在根据本发明的启动方法的情况下仅需要相对低得多的启动转矩，所以如有必要可以省略目前在内燃机上常见的电动启动装置并且可以使用启动发电机，优选使用能够以48v操作的启动发电机。进而，启动发电机的尺寸应该被设定成使得其在内燃机的常规操作中向诸如电动水泵等与发动机有关的至少一个辅助用电装置或辅助单元所需要的电功率。由此，通过启动发电机能够向至少一个可电气驱动的辅助单元供应足够的驱动电能。

更优选地，(特别地，具有高的传动比的)启动发电机集成在内燃机的传动机构中，由此可以省略用于皮带传动的传动带。进而，具体地，启动发电机可具有作为驱动元件的齿轮，该齿轮与传动机构的齿轮啮合。

在根据本发明的方法的实施例中，在内燃机具有可在常规操作中被控制的用于至少一个气缸的气缸关闭装置的情况下，提出了使用相关的减压阀以作为其它功能：在常规操作中，在燃烧功能被关闭的情况下，能够受控地打开减压阀，使得相关的气缸/活塞单元作为压力泵进行操作。由此，可以向借助压缩空气进行操作的设备传送压缩空气。at514127b1(2015-02-15)披露了一种用于通过气缸/活塞单元和可致动的抽气阀门(entnahmeventil)来传送压缩空气的装置。

更优选地，所述至少一个减压阀被配备至内燃机的气缸盖，以实现简单和有效的构造。

另外，为了实现上述目的，本发明要求保护一种具有内燃机的装置，该内燃机具有至少一个气缸、可控的启动装置和可控的燃料喷射装置，其中，内燃机的至少一个气缸(特别地，每个气缸)被配备有至少一个减压阀，减压阀用于减少在内燃机的操作期间在压缩冲程的情况下发生的压缩。根据本发明，在控制单元中预设规定的启动转速；在启动装置的受控激活的情况下(特别地，同时)，通过控制单元，以自动受控的方式打开所述至少一个减压阀；控制单元检测内燃机的当前转速，并且在达到规定的启动转速时关闭至少一个减压阀并激活燃料喷射装置。

另外，本发明要求保护一种用于执行根据本发明的方法且/或具有根据本发明的装置的车辆，该车辆特别是商用车辆。

由根据本发明的装置和根据本发明的车辆而得到的优点与已经认识到的根据本发明的方法的优点相同，因而在这一点上不再重复。

参考附图进一步说明本发明。

附图说明

图1示出了根据本发明的启动方法的流程图1，其中例如，该方法被实现为用于商用车辆中的多气缸柴油内燃机。

具体实施方式

根据状态矩形2，驾驶室中的驾驶员例如利用点火开关来致动启动操作元件，以启动发动机。

由此，根据状态矩形3，控制控制单元，其中，控制单元激活用于驱动发动机的启动发电机。同时，打开各个气缸的减压阀。相反，尚未激活燃料喷射装置。

在决策菱形4中，通过控制单元来检查由于启动发电机的激活而增加的转速是否已经达到控制单元中预定的启动转速。

如果是，根据状态矩形5，控制单元关闭减压阀并激活燃料喷射装置，由此，根据状态矩形6，内燃机响应并启动，此后，关闭启动发电机的启动功能，并切换至发电机功能。

附图标记列表

1流程图2状态矩形

3状态矩形4决策菱形

5状态矩形6状态矩形