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Stand der Technik
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Die
folgende Erfindung betrifft die Problematik der Versorgung von Verbrennungsmotoren
mit Luft.
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In
konventionell verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen werden
zur Bereitstellung von unterschiedlichen Antriebsmomenten mittels
des Verbrennungsmotors unterschiedliche Brennraumdrücke
erzeugt, welche aufgrund eines üblicherweise stetigen Antriebsmomentenverlaufs
stetig auf- bzw. angebaut werden können. In modernen Hybridfahrzeugen
werden die Antriebsmomente hingegen beispielsweise durch mehrere
Antriebsquellen, beispielsweise durch Elektromotoren und Verbrennungsmotoren,
kombiniert oder getrennt erbracht. Treibt beispielsweise ein Elektromotor
ein Hybridfahrzeug an, so ist die Reichweite aufgrund der zur Verfügung
stehenden elektrischen Energie bzw. der physikalischen Leistungsfähigkeit
des Elektromotors begrenzt. Kann das Hybridfahrzeug nicht mehr ausschließlich
durch den Elektromotor angetrieben werden, so wird der Verbrennungsmotor
angekoppelt und gestartet. Wird der Verbrennungsmotor hingegen nicht
mehr benötigt, so wird er abgekoppelt.
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In
parallelhybriden Antriebssträngen eines Parallelhybrids
geschieht die An- bzw. Abkopplung des Verbrennungsmotors durch das
Schließen bzw. Öffnen einer Trennkupplung zwischen
dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor sowie durch das anschließende
Starten oder Stoppen des Verbrennungsmotors. Ein Kompromiss beim
Ankoppeln bzw. Abkoppeln des Verbrennungsmotors besteht jedoch darin,
hochdynamische Starts bzw. Stopps des Verbrennungsmotors komfortabel
und möglichst nicht spürbar zu realisieren. Beginnt
der Verbrennungsmotor beim Ankoppelvorgang oder beim Abkoppelvorgang
zu arbeiten bzw. hört er auf zu arbeiten, so werden erste
Einspritzungen und Zündungen vorgenommen bzw. letzte Einspritzungen
und Zündungen ausgeführt, wobei auch niedrige
Drehzahlen des Verbrennungsmotors und teilweise hohe Drehbeschleunigungen
zu erwarten sind. Wird durch den Verbrennungsmotor während
des An- oder Abkoppelvorgangs ein zu hohes Drehmoment erbracht,
so entsteht eine ungewollte und wahrnehmbare Drehmomentänderung.
Daher wird in Hybridfahrzeugen, insbesondere in Parallelhybridfahrzeugen,
der Verbrennungsmotor in der Startphase bei einem Übergang zwischen
einer elektrischen und einer hybridischen Fahrt durch den Elektromotor
angeschleppt, so dass bei einer ausreichend hohen Drehzahl eine
Zündung und eine Kraftstoffeinspritzung erfolgen kann.
Zur Sicherstellung eines momentenneutralen Starts des Verbrennungsmotors
muss das erzeugte oder das benötigte verbrennungsmotorische
Drehmoment während der Startphase durch den Elektromotor
jedoch kompensiert werden, damit die Summe der auf eine Achse einwirkenden
Drehmomente konstant bleibt. Wird der Verbrennungsmotor durch den
Elektromotor angeschleppt, so kann nach dem Schließen der
Trennkupplung der Verbrennungsmotor mit einem Verbrennungsdrehmoment,
d. h. mit einem inneren Drehmoment, gestartet werden, wobei das
innere Drehmoment exakt die verbrennungsmotorischen Verluste, welche
beispielsweise durch die innere Reibung im Verbrennungsmotor entstehen,
entspricht, so dass eine Summe aller durch den Verbrennungsmotor
erzeugten Drehmomente 0 Nm ergibt, so dass der Elektromotor keine
Drehmomentkompensation durchführen muss.
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Das
während der Startphase durch den Verbrennungsmotor erzeugte
verbrennungsmotorische Drehmoment hängt insbesondere stark
von äußeren Bedingungen, wie beispielsweise einer
aktuellen Füllung der Brennräume der Zylinder,
ab. Daher gibt es bei einem Verbrennungsmotor im Wesentlichen insbesondere
bei einem Verbrennungsmotor nach dem Ottomotoren-Prinzip drei Stellmöglichkeiten
zur Einstellung des aktuellen Verbrennungsdrehmomentes, nämlich
die Füllungsmenge, beispielsweise die Luftmenge, die Kraftstoffmenge
und der Zündwinkel. Beim Ottomotor sind der Kraftstoffmenge
und dem Zündwinkel bei einer gegeben Füllung Grenzen
gesetzt, um ein zündfähiges Gemisch sicher zu
gewährleisten. Entsprechend beim Dieselmotor sind es die Kraftstoffmenge
und, insbesondere zum Förderbeginn, der Einspritzzeitpunkt.
Zur Einstellung eines hohen oder eines niedrigen verbrennungsmotorischen Drehmomentes
ist daher bevorzugt eine geeignete Füllmenge einzustellen,
durch welche im Zylinder ein Luftdruck erzeugt wird, der nach einer
Kraftstoffeinspritzung und Zündung für das verbrennungsmotorische
Drehmoment maßgeblich ist.
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Zur
Beaufschlagung der Zylinder eines Verbrennungsmotors mit Luftdruck
werden üblicherweise Saugrohre verwendet, welche bei einem
Startvorgang des Verbrennungsmotors evakuiert werden, wobei das
Saugrohrvolumen die in dem Saugrohr eingeschlossene Luftmenge und
somit den Luftdruck und daher auch das resultierende, verbrennungsmotorische
Drehmoment bestimmt. Zur Befüllung des Saugrohrs mit Luft
wird saugrohreinlassseitig üblicherweise eine Drosselklappe
eingesetzt, wobei zwecks einer besseren Gemischdurchmischung auch
eine Drallklappe zur Erzeugung einer Strömungsverwirbelung
verwendet werden kann, wie es in der Druckschrift
DE 10 2004 011 589 A1 beschrieben
ist. Zwecks Saugrohr-Evakuierung wird die Füllung im Saugrohr
durch einen Abbau des unter Umgebungsdruck stehenden Luftvolumens
im Saugrohr aufgrund der Ansaug- und Ausstoßvorgänge
des Verbrennungsmotors reduziert. Bei großen Saugrohrvolumina
kann die Saugrohr-Evakuierung jedoch einige Sekunden dauern, so
dass ein schneller Start des Verbrennungsmotors nicht möglich
ist. Ist das Saugrohr evakuiert, so können mittels des
Verbrennungsmotors kleinste Drehmomente erzeugt werden. Es ist jedoch
aufgrund der fehlenden Füllung nicht möglich,
schnell ein hohes Drehmoment zu erzeugen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass unterschiedliche
Drehmomente verbrennungsmotorisch schnell erzeugt werden können, wenn
den Brennräumen eines Verbrennungsmotors unterschiedliche
Luftvolumina, welche für unterschiedliche Brennraumdrücke
maßgeblich sind, bereitgestellt werden. Wird der Brennraum
des Verbrennungsmotors unter Verwendung eines Gaszufuhrelementes,
wie beispielsweise eines Saugrohrs, mit Luft beaufschlagt, so können
kleinere Drehmomente erzeugt werden, wenn beispielsweise nicht das
gesamte Gaszufuhrelement, sondern nur beispielsweise die Zylinder
evakuiert werden. Das kann dadurch erreicht werden, dass das den
Brennraum mit Luft versorgende Gaszufuhrelement nicht nur einlassseitig,
sondern auslassseitig an einem dem Brennraum zugewandten Ende und
möglichst nahe am Zylinder einen Verschluss aufweist, mit
dem ein ausgangsseitiges Volumen des Gaszufuhrelementes, d. h. ein
Volumen zwischen einem Auslass des Gaszufuhrelementes und dem auslassseitigen
Verschluss, verringert werden kann. Aufgrund des geringeren Luftvolumens
kann ein schnelleres Evakuieren der Zylinder bzw. de ren Brennräume
erreicht werden, wodurch kleinere Drehmomente schnell erzeugt werden
können. Wird der auslassseitige Verschluss geöffnet,
so steht ein erhöhtes Luftvolumen in dem Gaszufuhrelement
zur Verfügung, so dass schnell höhere Drehmomente
erzeugt werden können. Bevorzugt ist das Gaszufuhrelement
möglichst direkt vor dem Zylinder mittels des auslassseitigen
Verschlusses gasdicht verschließbar, wodurch eine Evakuierung
des Gaszufuhrelementes bis zur einer ggf. vorhandenen eingangsseitigen
Drosselklappe vermieden wird, so dass das zu evakuierende Luftvolumen
im Wesentlichen nur durch das im Zylinder befindliche, kleinere Luftvolumen
bestimmt wird. Durch das auslassseitige Verschlusselement kann eine
Zylinderevakuierung auch dann durchgeführt werden, wenn
das Luftzufuhrmodul selbst nicht evakuierbar ist, wie es beispielsweise
bei Diesel-Motoren, in welchen einlassseitig nicht verschließbare
Luftzufuhrelemente verwendet werden, der Fall ist.
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Gemäß einem
Aspekt betrifft die Erfindung ein Gaszufuhrmodul zur Versorgung
eines Brennraums eines Verbrennungsmotors mit Gas, insbesondere
mit Luft, mit einem Gaszufuhrelement zur Brennraumgaszufuhr und
einem Verschlusselement, welches in dem Gaszufuhrelement auslassseitig
angeordnet ist, wobei das Gaszufuhrelement auslassseitig durch das
Verschlusselement gasdicht verschließbar ist. Dadurch wird
ermöglicht, ein auslassseitiges Volumen des Gaszufuhrelementes
zur Erzeugung verringerter Drehmomente einfach zu beschränken.
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Gemäß einer
Ausführungsform umfasst das Gaszufuhrmodul ferner ein weiteres
Verschlusselement, insbesondere eine einlassseitige Drosselklappe,
welches in dem Gaszufuhrelement einlassseitig angeordnet ist, wobei
das Gaszufuhrelement einlassseitig durch das weitere Verschlusselement
gasdicht verschließbar ist. Dadurch wird in vorteilhafter
Weise sichergestellt, dass das Gaszufuhrelement unterschiedliche
Gasvolumina, welche jeweils für unterschiedliche Brennraumdrücke
maßgeblich sind, einfach und schnell bereitstellen kann.
Das Gaszufuhrelement ist insbesondere in der Gestalt eines Gasleiters
ausgebildet, wobei das Gas bevorzugt einlassseitig einströmbar
und auslassseitig ausströmbar ist. Somit ist das Verschlusselement
in Gasströmungsrichtung dem weiteren Verschlusselement
nachgeordnet. Durch die jeweils gasdichte Ausführung der schließbaren
und öffnenbaren Verschlusselemente wird zudem eine sichere
Evakuierung des Gaszufuhrelementes ermöglicht.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist das Verschlusselement zur Verringerung
eines auslassseitigen Volumens des Gaszufuhrelementes vorgesehen. Dadurch
wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass der an das Gaszufuhrelement
auslassseitig beispielsweise angeflanschte Brennraum schnell evakuiert
werden kann, was zur Erzeugung von geringen Drehmomenten notwendig
ist. Bevorzugt ist das Verschlusselement daher direkt am Ausgang
des Gaszufuhrelementes angeordnet, um ein Gasvolumen zwischen dem
Verschlusselement und dem Auslass des Gaszufuhrelementes gering
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist der weitere Verschluss hingegen vorgesehen,
ein bevorzugt größeres Gasvolumen zwischen dem
weiteren Verschluss und dem Auslass des Gaszufuhrelementes festzulegen.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass beispielsweise
nach einem Öffnen des Verschlusselementes ein höheres
Gasvolumen zu Verfügung steht, so dass höhere
verbrennungsmotorische Drehmomente erzeugt werden können.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist das weitere Verschlusselement eine
einlassseitige Drosselklappe und das Verschlusselement eine auslassseitige
Drosselklappe. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt,
dass die beiden Verschlusselemente durch Standardbauelemente realisiert
und in dem Gaszufuhrelement angeordnet werden können.
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Gemäß einer
Ausführungsform sind das Verschlusselement und das weitere
Verschlusselement unabhängig voneinander schließbar
oder öffnenbar, so dass in vorteilhafter Weise sichergestellt
wird, dass die unterschiedlichen Gasvolumina unabhängig voneinander
bereitgestellt werden können.
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Gemäß einer
Ausführungsform umfasst das Gaszufuhrelement ein einlassseitig
angeordnetes weiteres Verschlusselement zum gasdichten Verschließen
des Gaszufuhrelementes und eine Drallklappe zur Gasverwirbelung.
Somit sind in dem Gaszufuhrmodul zumindest drei Verschlusselemente
vorgesehen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst das Gaszufuhrmodul eine
Mehrzahl von Gaszufuhrelementen zum Versorgen einer Mehrzahl von Brennräumen
mit Gas, beispielsweise mit Luft. Dabei umfasst jedes Gaszufuhrelement auslassseitig
ein Verschlusselement zur Verringerung eines auslassseitigen Volumens
des Gaszufuhrelementes. Bevorzugt wird jedes Gaszufuhrelement auslassseitig
mit einem Brennraum eines Zylinders verbunden, so dass eine direkte
Brennraumgasversorgung möglich ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform umfasst das Gaszufuhrmodul eine Anzahl
von auslassseitigen Verschlussselementen, wobei jedes auslassseitige Verschlusselement
einem Zylinder zugeordnet ist. Bevorzugt sind die auslassseitigen
Verschlusselemente unabhängig voneinander steuerbar, sodass sie
unabhängig voneinander verstellbar sind. Somit kann eine
erste Anzahl der auslassseitigen Verschlusselemente geschlossen
und eine zweite Anzahl der auslassseitigen Verschlusselemente geöffnet
werden, um eine zylinderindividuelle Steuerung zu ermöglichen.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist das Gaszufuhrelement ein evakuierbares
Saugrohr, so dass in vorteilhafter Weise auf Standardbauelemente
zur Herstellung des Gaszufuhrmoduls zurückgegriffen werden
kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben
eines Verbrennungsmotors mit zumindest einem Brennraum und einem
mit dem zumindest einen Brennraum verbundenen, erfindungsgemäßen
Gaszufuhrmodul. Das Verfahren umfasst das Schließen des
Verschlusselementes während einer Startphase des Verbrennungsmotors
zur Verringerung eines dem Brennraum zuzuführenden Gasvolumens.
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Gemäß einer
Ausführungsform werden nach Ablauf eines vorbestimmten
Zeitintervalls nach Beginn der Startphase des Verbrennungsmotors,
beispielsweise nach einer Sekunde, zwei Sekunden, drei Sekunden,
fünf Sekunden oder zehn Sekunden, nach Beginn der Startphase
des Verbrennungsmotors das weitere Verschlusselement geschlossen
und das Verschlusselement geöffnet, um ein dem Brennraum
zuzuführendes Gasvolumen zu erhöhen, wodurch in
vorteilhafter Weise eine verbrennungsmotorische Erzeugung von höheren
Momenten möglich wird.
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Weitere
Verfahrensschritte ergeben sich direkt aus der Funktionalität
des erfindungsgemäßen Gaszufuhrmoduls.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine programmtechnisch eingerichtete
Vorrichtung, beispielsweise ein Steuergerät, welches ausgebildet
ist, ein Computerprogramm zum Ausführen des Verfahrens
zum Betreiben eines Verbrennungsmotors auszuführen.
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Weitere
Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Gaszufuhrmodul; und
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2 einen
Antriebsstrang eines Parallelhybridantriebs.
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1 zeigt
ein Gaszufuhrmodul mit einem Gaszufuhrelement 101, in welchem
einlassseitig ein einlassseitiges Verschlusselement 103 und
auslassseitig ein auslassseitiges Verschlusselement 105 angeordnet
ist. Das Gaszufuhrelement kann ein Saugrohr sein, wobei die Verschlusselemente 103 und 105 Drossel-
bzw. Saugrohrklappen sein können. Wie in 1 dargestellt
ist das Gaszufuhrmodul mittels einer Verbindung 107 mit
einem Brennraum 109 eines Zylinders verbunden. Zur Verdeutlichung
ist ferner ein Zylinderkolben 111 dargestellt, welcher
eine Komprimierung des Brennraumgases bewirkt.
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Wie
in 1 dargestellt ist das Gaszufuhrmodul ausgangsseitig
mit dem Verbindungselement 107 an einer mittels der in 1 dargestellten
Verbindungsschnittstelle 113 verbunden, beispielsweise angeflanscht.
Das Verbindungselement 107 kann jedoch ein Element des
Gaszufuhrmoduls sein, so dass das Verschlusselement 105 noch
weiter in Richtung des Brennraumes 109 verschoben werden kann,
wodurch ein auslassseitiges Volumen noch weiter verringert werden
kann.
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Durch
die Verwendung des Verschlusselementes 105 wird auslassseitig
ein geringeres Gasvolumen bereitgestellt, so dass ein ruckfreier
Start des Verbrennungsmotors aufgrund der geringen Drehmomente möglich
ist. Idealerweise startet der Verbrennungsmotor bei einem Ausgangsmoment
von 0 Nm an einer Schnittstelle zu einem Triebstrang, beispielsweise
einer Trennkupplung zum Elektromotor, und erhöht dann in
kontrollierter Weise die erbrachten Drehmomen te. Durch die Verwendung
des auslassseitigen Verschlusselementes 105 ist es daher nicht
mehr notwendig, das gesamte Gaszufuhrelement 101 beispielsweise
bei kleineren Drehzahlen zu evakuieren und dabei kleinste Ausgangsmomente über
minimale Einspritzmengen und einen späten Zündwinkel
zu realisieren. Zur Darstellung von kleineren Momenten kann ferner
eine Schichteinspritzung verwendet werden, bei der in der Nähe
der Zündkerzen ein Gemisch spät gezündet
wird. Erfindungsgemäß wird die Verwendung der
Schichteinspritzung durch das auslassseitige, weitere Verschlusselement 105 ermöglicht,
obwohl bei der Schichteinspritzung auch eine Abhängigkeit
zwischen einem Ausgangsmoment und einem Füllungsgrad des
Verbrennungsmotors sowie dem zündfähigen Gemisch
besteht. Bei einem geringen Füllungsgrad können
daher nur kleinere Ausgangsmomente dargestellt werden. Ist der Füllungsgrad
hingegen hoch, so können kleinere Ausgangsmomente nur bis zu
einer Zündfähigkeitsgrenze des Gemisches realisiert
werden. Die kleinsten darstellbaren Ausgangsmomente im Schichtbetrieb
sind daher niedriger als die Ausgangsmomente in einem konventionellen,
homogenen Betrieb. Durch die Volumenverringerung mit dem auslassseitigen
Verschlusselemente 105 wird ferner erreicht, dass aufgrund
eines mit dem Schichteinspritzbetrieb zusammenhängenden
Magerbetriebs normalerweise stark erhöhte Emissionen, beispielsweise
NOx, verringert werden können.
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Handelt
es sich bei dem Gaszufuhrelement um ein Saugrohr, so kann das Verschlusselement 105 eine
Saugrohrklappe sein, welche beispielsweise in der Gestalt einer
Drallklappe ausgebildet ist. Im Unterschied zu den bekannten Drallklappen,
welche eine stärkere Verwirbelung des Gemisches zum Ziel haben
und den Saugrohrquerschnitt daher nicht komplett verschließen
können, hat das Verschlusselement die Aufgabe, diesen gasdicht
zu verschließen, um eine Evakuierbarkeit des ausgangsseitigen Volumens
zu ermöglichen. Das auslassseitige, weitere Verschlusselement 105 kann
beispielsweise dazu verwendet werden, ein Saugrohr an einer Stelle
abzuschließen, an der das Saugrohr beispielsweise am Zylinderkopf
angeflanscht ist, wie es beispielsweise mittels der Schnittstelle 113 dargestellt
ist. Dadurch wird ferner erreicht, dass die eigentliche Saugrohrfüllung
erhalten bleibt, die Drosselklappe 103 nicht betätigt
werden muss und das Verschlusselement 105 im geschlossenen
Zustand den jeweiligen Zylinder gegenüber dem Saugrohr
verschließt. Wird jedem Zylinder des Verbrennungsmotors
ein in 1 dargestelltes Gaszufuhrmodul zugeordnet, so
ist es ferner möglich, die einzelnen Zylinder durch den
reduzierten Füllungsgrad, wesentlich schneller zu evakuieren
ohne den nötigen Füllungsgrad für den
schnellen Momentenbedarf während einer der Startphase folgenden
Betriebsphase des Verbrennungsmotors abzubauen, weil im Wesentlichen
nur noch der jeweilige Zylinder und nicht mehr der Zylinder und
das gesamte Gaszufuhrelement evakuiert werden müssen. Durch
die reduzierten Füllungsgrade in den Zylindern bzw. in
deren Brennräumen können nun auch im homogenen
Betrieb kleinste Drehmomente dargestellt werden.
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2 zeigt
einen Antriebsstrang eines Parallelhybrids mit einem Verbrennungsmotor 201,
welcher über eine Trennkupplung 203 mit einem
Elektromotor 205 koppelbar ist. Zur Versorgung des Elektromotors 205 mit
elektrischer Energie steht eine Fahrzeugbatterie 207 zur
Verfügung. Der Elektromotor 205 ist mit einem
Getriebe 209 gekoppelt, welches vorgesehen ist, die Vorderräder 211 über
ein Verteilergetriebe 213 anzutreiben. Der Verbrennungsmotor hat
beispielsweise vier Zylinder, wobei jedem Zylinder ein Gaszufuhrelement 215 zugeordnet
ist. Jedes Gaszufuhrelement 215 ist auslassseitig durch
ein Verschlusselement 217, beispielsweise eine Saugrohrklappe,
verschließbar. Die Gaszufuhrelemente 215 und die
Verschlusselemente 217 bilden ein Gaszufuhrmodul 219.
Zur Steuerung der Verschlusselemente 217 ist ferner ein
Steuergerät 212 vorgesehen, welches ferner mit
der Trennkupplung 203, mit dem Elektromotor 205,
mit dem Getriebe 209 sowie mit dem Elektromotor 201 gekoppelt
ist.
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Das
Steuergerät 221 ist vorgesehen, beispielsweise
in Abhängigkeit von einem Fahrzustand die Verschlusselemente 217 zu öffnen,
vollständig oder teilweise zu schließen, um eine
Mindestluftmenge bereitzustellen, wenn es dem Verbrennungsmotor 201 beispielsweise
nicht gelingt, nach einem Start eine Synchronisierung der ersten
Umdrehungen vorzunehmen sowie geeignete Einspritzungen und Zündungen
abzusetzen, wodurch die Gefahr besteht, dass ein Füllungsgrad
in den Zylindern nicht mehr für ein brennfähiges
Gemisch ausreichend hoch ist. Darüber hinaus sind Zylinder-individuelle
Klappenstellungen möglich, um erste Einspritzungen und
Zündungen individuell für jeden Zylinder zu optimieren.
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Werden
die Verschlusselemente 217 beispielsweise durch Saugrohrklappen
gebildet, so hat dies den Vorteil, dass im Vergleich zu einem reinen Schichtbetrieb
nun die Möglichkeit eröffnet wird, konstruktiv
ausgestaltete Verbrennungsmotoren ohne größere
Eingriffe nachzurüsten. Insbesondere ist es denkbar, unter schiedliche
Hybrid-Varianten eines Verbrennungsmotors mit den auslassseitigen
Saugrohrklappen nachzurüsten.
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Darüber
hinaus hat das Steuergerät 221 beispielsweise
neben der Steuerung der Verschlusselemente 217 die Aufgabe,
eine koordinierte Ausführung der Steuerung der Verschlusselemente 217 in den
Start-Stopp-Phasen beim Betrieb des Verbrennungsmotors durchzuführen.
Das Steuergerät 221 kann beispielsweise als ein
Motorsteuergerät ausgebildet sein.
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Wird
beispielsweise der Fall eines Stopps des Verbrennungsmotors 217 betrachtet,
so sollte dabei bevorzugt ein Ausgangsdrehmoment von 0 Nm dargestellt
werden. Um den Verbrennungsmotor 217 von dem Betriebsstrang
abzukoppeln, sind bevorzugt anfänglich kleinste Drehmomente
darzustellen, um beispielsweise die Trennkupplung 203 zwischen
dem Verbrennungsmotor 201 und dem Elektromotor 205 lastfrei
zu betreiben. Auch in diesem Anwendungsfall können die
Verschlusselemente 217 jedoch dazu beitragen, kleinste
Luftmengen in dem jeweiligen Zylinder schnell zu evakuieren, ohne
dass hier eine Evakuierung des gesamten Volumens eines jeden Gaszufuhrelementes
notwendig ist.
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Ein
Start des Verbrennungsmotors 201 kann jedoch nach einer
Phase einer elektrischen Fahrt notwendig sein, wenn beispielsweise
die Fahrzeugbatterie 207 stark entleert wurde oder ein
Fahrerwunsch nicht mehr alleine durch den elektrischen Motor 205 umgesetzt
werden kann. In derartigen Fällen ist es vorteilhaft, den
Verbrennungsmotor 201 schnell nach einem Start desselben
in einen Zustand zu überführen, in dem dieser
hohe Drehmomente bereitstellen kann. Dabei ist es auch denkbar,
dass zum Aufladen der Fahrzeugbatterie 207 ein negatives
elektrisches Generatormoment erzeugt werden kann. Um eine derartige
quasistationäre Momentenaufteilung zu ermöglichen,
können die Drehmomente bevorzugt rampenförmig
erhöht oder verringert werden, wobei beispielsweise der
Elektromotor 205 von einem motorischen in einen generatorischen
Betrieb wechseln kann. In dieser Wechselphase leistet der Verbrennungsmotor 201 ein
hohes Antriebsmoment, um einem Drehmoment den Ausgleich zu ermöglichen. Zur
Bereitstellung der geforderten Dynamik können die erfindungsgemäßen,
auslassseitigen Verschlusselemente in einer Interaktion mit den
einlassseitigen Drosselklappen gesteuert werden, so dass beispielsweise
ein Drehmomentenabriss vermieden wird. Durch ein geringeres zu evakuierendes
Volumen wird ferner auch einem Auspufftrakt eine geringere Luftmenge
zugeführt, falls die auslassseitigen Verschlusselemente 217 geschlossen
werden. Dies ist auch vorteilhaft für den nachgeschalteten
Katalysator, weil dieser durch diese geringere Luftmenge weniger
abgekühlt wird, und weil weniger Reaktionen aufgrund der
geringeren zur Verfügung stehenden Sauerstoffmenge stattfinden.
Dies führt zu einer weiteren Abgasreduktion während
eines Starts des Verbrennungsmotors 201. Darüber
hinaus ist bevorzugt für eine Zylinder-individuelle Steuerung
das zu erzeugende Moment pro Zylinder bei aktueller Zylinderfüllung
bereitzustellen, um daraufhin die Zylinder-individuelle Steuerung
der auslassseitigen Verschlusselemente 217 realisieren
zu können. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät 221 in
der Lage ist, die auslassseitigen Verschlusselemente 217 individuell
zu steuern, so dass die Evakuierung der Gaszufuhrelemente mithilfe
der auslassseitigen Verschlusselemente 217 effizient umgesetzt
werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise
dann ausgeführt werden, wenn beispielsweise ein Fahrzeug-Koordinatorelement
oder ein Hybridmanager einen Start mit einem reduzierten Moment
des Verbrennungsmotors beispielsweise aus einer rein elektrischen
Fahrt auslöst. Daraufhin beginnt eine Startphase des Verbrennungsmotors,
in der dieser beispielsweise angeschleppt wird. Hierzu werden die
Trennkupplung 203 sowie die auslassseitigen Verschlusselemente 217 geschlossen,
so dass der Verbrennungsmotor 201 beginnt zu drehen. Dabei
kann beispielsweise unter Verwendung von Drucksensoren eine Füllung
der Gaszufuhrelemente 215 bzw. der Zylinder insbesondere
Zylinder-individuell beobachtet werden. Nach einer abgeschlossenen
Evakuierung der Gaszufuhrelemente 215 bzw. nach einer Reduzierung
des darin eingeschlossenen Luftvolumens wird die Trennkupplung 203 vollständig geschlossen,
wonach der Verbrennungsmotor 201 beispielsweise zündet.
Daraufhin kann eine Zylinder-individuelle Einspritzung freigegeben
werden, so dass der Verbrennungsmotor 201 auf allen Zylindern zündet,
wobei aufgrund der geringen Luftvolumina kleinste Drehmomente erzeugt
werden können. Je nach einer Momentenanforderung können
die auslassseitigen Verschlusselemente 217 sowie die in 2 nicht
dargestellten einlassseitigen Drosselklappen geöffnet werden,
wodurch ein Ende der Startphase des Verbrennungsmotors 201 eingeleitet wird.
Daraufhin können die auslassseitigen Verschlusselemente
aus Sicht des Hybridantriebs vollständig geöffnet
werden, wodurch eine quasi-stationäre Momentenverteilung
möglich wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004011589
A1 [0005]