DE102009045686A1

DE102009045686A1 - Verfahren, Steuergerät und Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung für einen Start-Stopp-Betrieb mit Direktstart

Info

Publication number: DE102009045686A1
Application number: DE102009045686A
Authority: DE
Inventors: Udo Sieber; Klaus Ries-Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-21
Also published as: KR20120093214A; CN102575601A; WO2011045141A1; CN102575601B; US20120204827A1

Abstract

Es werden ein Verfahren zum Neustarten einer Brennkraftmaschine (10) mittels Direktstart und mit Zylinderabschaltung, ein Steuergerät (1) sowie eine solche Brennkraftmaschine (10) vorgeschlagen, wobei zwischen einem Zylinderabschaltmodus, in welchem mindestens ein Zylinder (3) der Brennkraftmaschine (10) abgeschaltet ist, und einem Vollzahlmodus geschaltet werden kann und wobei die Brennkraftmaschine (10) in einer automatischen Start-Stopp-Strategie mit anschließendem Direktstart betrieben werden kann, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet anschließenden Direktstart beteiligten Zylinder (3) im vorherigen Fahrbetrieb ohne Verbrennung im Zylinderabschaltmodus betrieben werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine nach einem automatischen Stopp nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie eine diesbezügliche Brennkraftmaschine mit automatischer Start-Stopp-Strategie und der Möglichkeit einer Zylinderabschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Brennkraftmaschinen von beispielsweise Kraftfahrzeugen zur Einsparung von Kraftstoff mit einer Start-Stopp-Strategie zu betreiben, bei welcher beispielsweise bei einem Stopp an einer Ampel die Brennkraftmaschine automatisch gestoppt wird und anschließend ohne Verwendung eines Starters im sogenannten Direktstart wieder gestartet wird. Betätigt der Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen Brennkraftmaschine nach dem Stopp wieder das Gaspedal, wird der Motor automatisch gestartet, und zwar vorteilhafterweise ohne Verwendung eines Anlassers. Hierbei sind Einsparungen im Verbrauch von Kraftstoff in der Größenordnung von etwa 5% NEFZ (Neuer europäischer Fahrzyklus) möglich. Ein solcher Start-Stopp-Betrieb ist besonders vorteilhaft realisierbar bei Benzindirekteinspritzungs-Brennkraftmaschinen, wenn dabei der Direktstart schneller als ein Start mit einem Anlasser und geräuscharmer durchgeführt werden kann. Für einen solchen Direktstart nach einem automatischen Stopp ist es erforderlich, dass sich die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in einer günstigen Stellung befindet. Die für den Direktstart verwendeten Zylinder werden mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch befüllt, das so bemessen ist, dass eine Zündung des Gemischs alleine die Brennkraftmaschine wieder automatisch starten lässt.
Neben derartigen Start-Stopp-Betriebsweisen ist es zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei Kraftfahrzeugen des Weiteren bekannt, Motoren zu verwenden, welche eine teilweise Zylinderabschaltung ermöglichen. Bei Brennkraftmaschinen mit mindestens vier Zylindern können dabei zum Beispiel zwei Zylinder für einen Teillastbetrieb abgeschaltet werden, um beispielsweise im Stadtverkehr bei geringer Last den Betriebspunkt der noch betriebenen restlichen Zylinder auf ein besseres Effizienz-Niveau zu bringen, um den Verbrauch von Kraftstoff und die Emission von Schadstoffen weiter zu verringern. Eine Zylinderabschaltung bei Brennkraftmaschinen aus dem Stand der Technik erfolgt beispielsweise durch Unterbinden der Einspritzung in einen Teil der Zylinder. Daneben gibt es Systeme, welche eine Phasenverstellung der Ein- und Auslassventile von Zylindern vornehmen, damit möglichst wenig Luft durch die abgeschalteten Zylinder strömt. Auch kennt man im Stand der Technik Verfahren zur Zylinderabschaltung, bei welchen die Ein- und Auslassventile eines Teils der Zylinder, beispielsweise die Zylinder einer Bank eines Motors, nicht mehr geöffnet werden. Hierbei wird das in den Zylinder eingeschlossene Luftvolumen als eine Art Feder verwendet, wodurch die abgeschalteten Zylinder relativ reibungsarm in diesem Teillastbetrieb noch mitbewegt werden können. Mit solchen Systemen zur teilweisen Zylinderabschaltung von Brennkraftmaschinen können Verbrauchseinsparungen des Kraftstoffs in der Größenordnung von 6–8% NEFZ (bzw. NEDC) erreicht werden.
In DE 103 51 891 A1 sind ein Verfahren und ein Steuergerät zum Neustarten einer Brennkraftmaschine mit einem solchen Direktstart nach einem automatischen Stopp der Brennkraftmaschine offenbart, wobei eine spezifische Menge an Kraftstoff in ein Saugrohr eingespritzt wird und das in einem Brennraum der Zylinder eingeschlossene Kraftstoff-Luft-Gemisch zum Neustarten der Brennkraftmaschine gezündet wird, solange des Gemisch noch zündfähig ist.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird durch ein Verfahren zum Neustarten einer Brennkraftmaschine mit der Möglichkeit einer Zylinderabschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst sowie durch ein Steuergerät nach Anspruch 8 und eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Neustarten einer Brennkraftmaschine mit mehreren, teilweise abschaltbaren Zylindern und insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung ermöglicht es, zwischen einem Zylinderabschaltmodus, in welchem mindestens ein Zylinder der Brennkraftmaschine abgeschaltet ist, und einem Vollzahlmodus, in welchem keine Zylinder abgeschaltet sind, hin- und herzuschalten und die Brennkraftmaschine in einer automatischen Start-Stopp-Strategie mit anschließendem Direktstart zu betreiben, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass nach einem automatischen Stopp die beim anschließenden Direktstart beteiligten Zylinder im vorherigen Fahrbetrieb gezielt ohne Verbrennung im Zylinderabschaltmodus betrieben werden. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß die Zylinderbrennraumtemperatur der bei einem Direktstart beteiligten Zylinder gezielt abgesenkt, indem im vorherigen Betrieb der Brennkraftmaschine diese Zylinder extra nicht befeuert werden, d. h. diese Zylinder durch die Zylinderabschaltung abgeschaltet betrieben werden. Durch die geringere Temperatur wird die Startsicherheit beim Direktstart deutlich verbessert. Die niedrigere Temperatur führt zu einer höheren Zylinderfüllung und damit zu einem höheren Sauerstoffanteil des bzw. der für den Direktstart verwendeten Zylinder(s). Da erfindungsgemäß die beim Direktstart beteiligten Zylinder einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ottomotors mit Benzindirekteinspritzung, im vorherigen Fahrbetrieb ohne Verbrennung, d. h. ohne gefeuert zu werden, im Zylinderabschaltmodus betrieben wurden, ist automatisch die Temperatur im Brennraum dieser Zylinder reduziert gegenüber derjenigen von befeuerten Zylindern. Hierdurch ist die Startsicherheit erhöht, die Verbrennung der beim Direktstart beteiligten Zylinder ist verbessert, eine größere Startkraft wird erzeugt, und der Kraftstoffverbrauch sowie die Schadstoffemissionen sind demgemäß weiter reduziert.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beim Direktstart beteiligten Zylinder im vorherigen Fahrbetrieb, d. h. vor einem automatischen Stopp durch die Start-Stopp-Strategie, ohne eine Einspritzung betrieben. Die Unterbindung der Einspritzung der im Zylinderabschaltmodus nicht betriebenen Zylinder kann mit relativ einfachen Mitteln umgesetzt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Zylinderabschaltung für das erfindungsgemäße Verfahren auch durch eine Phasenverstellung der Ein- und/oder Auslassventile erfolgen. Ergänzend oder alternativ kann die Abschaltung der Zylinder für den Teillastbetrieb vor einem automatischen Stopp und vor dem anschließenden Direktstart der Brennkraftmaschine durch ein vollständiges Schließen von einzelnen Ein- und/oder Auslassventilen der jeweiligen Zylinder durchgeführt werden. Jede dieser Alternativen hat den Vorteil, dass die bewusste und gezielte Zylinderabschaltung in einem Teillastbetrieb dazu verwendet wird, eine vorteilhafte Absenkung der Brennraumtemperatur in den Zylindern zu erreichen, welche für den schnellen und geräuscharmen Direktstart verwendet werden. Da in diesen Zylindern keine Verbrennung im vorherigen Fahrbetrieb erfolgt, ist die Brennraumtemperatur mit relativ einfachen Mitteln effizient auf ein niedrigeres Niveau abgesenkt. Die Startsicherheit beim Direktstart ist hierdurch deutlich verbessert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Direktstart eine Positionierung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine derart durchgeführt, dass der bzw. die Zylinder für einen Direktstart nach einem automatischen Stopp benutzt werden, welche(r) im vorherigen Fahrbetrieb nicht gefeuert bzw. gezündet wurde(n). Auf diese Weise kann für den anschließenden Direktstart nach einem automatischen Stopp der Brennkraftmaschine die günstigste Stellung der Kurbelwelle insbesondere in Abhängigkeit von der Stellung von vorher im Zylinderabschaltmodus betriebenen Zylindern und deren Kolben erfolgen. Die günstige Stellung der Kurbelwelle entsprechend den für den Direktstart verwendeten Zylindern verbessert alleine durch das Zünden dieser Zylinder weiter die Startsicherheit. Die Möglichkeit einer Auswahl von für den Direktstart verwendeten Zylindern nach dem Stopp ist damit erhöht.
Nach einer diesbezüglichen Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Positionierung der Kurbelwelle vor dem Direktstart bzw. bei einem Motorauslauf nach einem automatischen Stopp entweder durch Ansteuerung einer Drosselklappe im Motorauslauf, durch Änderung eines Generatordrehmoments beim Motorauslauf, durch Zu- und Abschalten von Nebenaggregaten zur Positionierung der Kurbelwelle im Motorauslauf oder durch Verwendung eines Motoranlassers zur Positionierung der Kurbelwelle nach dem Motorauslauf bzw. kurz vor dem Direktstart. Mit diesen Maßnahmen, welche erfindungsgemäß sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander zur Umsetzung des Verfahrens eingesetzt werden, kann auf relativ einfache Art und Weise die bestmögliche Positionierung der Kurbelwelle für den Direktstart mit den ausgewählten, vorher nicht gefeuerten Zylindern durchgeführt werden. Der Kolben des für den Direktstart verwendeten Zylinders kann beispielsweise gezielt in einen Arbeitstakt gestellt werden oder in eine Position kurz nach einem oberen Totpunkt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Kühlsystem der Brennkraftmaschine vorgesehen, welches angepasst ist, die im Teillastbetrieb nicht mehr befeuerten und für den anschließenden Direktstart verwendeten Zylinder stärker zu kühlen im Vergleich zu den restlichen Zylindern, um eine weitere gezielte Absenkung der Brennraumtemperatur dieser Zylinder im Zeitpunkt des Direktstarts auch bei kurzen Stopps zu erreichen. Durch die gezielte stärkere Kühlung von für den Direktstart verwendeten Zylindern wird deren Brennraumtemperatur weiter abgesenkt, die Zylinderfüllung dadurch weiter erhöht und die für den Direktstart verwendete Verbrennung dieser einzelnen Zylinder bestens optimiert. Auch hiermit wird die Startsicherheit beim Direktstart der Brennkraftmaschine weiter verbessert, da ein höheres Auslassmoment durch diesen bzw. diese Zylinder generiert wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Positionierung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in dem Fall, in dem die im vorherigen Fahrbetrieb ohne Verbrennung betriebenen Zylinder beim automatischen Stopp nicht unmittelbar in Zündfolge sind, derart durchgeführt, dass beim Direktstart nur in Vorwärtsrichtung der zu Startbeginn im Kompressionstakt befindliche Zylinder nicht gefeuert war. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren die vorherbestimmte Zündfolge der Brennkraftmaschine respektieren und dennoch die Brennraumtemperatur gezielt in dem für den Direktstart verwendeten Zylinder vorteilhafterweise absenken.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vor einem Direktstart und nach einem automatischen Stopp durch die Start-Stopp-Strategie eine anfängliche Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle derart, dass der zunächst im Arbeitstakt befindliche Zylinder im vorherigen Fahrbetrieb vor dem Stopp nicht gefeuert gewesen ist. Dies erhöht die Auswahlmöglichkeit der für einen Direktstart verwendbaren und damit in der Brennraumtemperatur gezielt abgesenkten Zylinder. Die Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens sind damit auch bei einer relativ geringen Anzahl von Zylindern (zum Beispiel bei Motoren mit lediglich vier Zylindern) variabler.
Erfindungsgemäß ist insbesondere zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, welche mehrere, teilweise abschaltbare Zylinder aufweist und in einer automatischen Start-Stopp-Strategie mit anschließendem Direktstart nach einem Stopp betrieben wird, wobei das Steuergerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es Mittel aufweist, um die beim Direktstart beteiligten Zylinder im vorherigen Fahrbetrieb vor dem Stopp ohne Verbrennung, d. h. ungefeuert, im Zylinderabschaltmodus zu betreiben. Mit dem Steuergerät kann bei bestehenden Brennkraftmaschinen mit Zylinderabschaltmodus gezielt die Temperatur in dem Brennraum bzw. den Brennräumen der Zylinder abgesenkt werden, welche für einen Direktstart ohne Anlasser nach einem automatischen Stopp verwendet werden. Durch die Absenkung der Temperatur im Zylinderbrennraum wird die Zylinderfüllung und damit der Sauerstoffanteil der Kraftstoff-Luft-Mischung in dem Zylinder erhöht, was die für den Direktstart verwendete anschließende Verbrennung verbessert. Das Steuergerät erhöht damit die Startsicherheit für einen Direktstart. Das Steuergerät kann als ein Steuermodul in eine bestehende elektronische Motorsteuerung beispielsweise eines Kraftfahrzeugs integriert werden. Das Steuergerät kann auch in Form eines Computerprogramms auf einem Datenträger gespeichert sein und in Programmform in eine Motorsteuerung der Brennkraftmaschine integriert werden.
Nach einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuergeräts sind Sensoren zur Erfassung der Stellung einer Kurbelwelle vorhanden, und das Steuergerät ist angepasst, eine gezielte Positionierung der Kurbelwelle vor dem Direktstart derart auszuführen, dass für den Direktstart lediglich Zylinder verwendet werden, welche im vorherigen Fahrbetrieb nicht befeuert wurden. Mit der Erfassung und Neupositionierung der Kurbelwelle sind auch sichere Starts nach einem automatischen Stopp ohne Anlasser möglich, selbst wenn sich die im vorherigen Fahrbetrieb im Zylinderabschaltmodus betriebenen Zylinder nicht in einer optimalen Stellung nach dem Motorauslauf befinden. Der Sensor erfasst die Stellung der Kurbelwelle und damit den jeweiligen Takt der für den Direktstart zu verwendenden Zylinder und stellt die Kurbelwelle so ein, dass diese Zylinder sich in einer für einen Direktstart optimalen Position befinden.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderabschaltmodus, welche angepasst ist für einen automatischen Start-Stopp-Betrieb mit anschließendem Direktstart nach einem automatischen Stopp, wobei die Brennkraftmaschine dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Steuergerät gemäß der Erfindung aufweist, um gemäß dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren betrieben zu werden. Hierfür kann nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung die Brennkraftmaschine ein Steuermodul zum Steuern eines Motorkühlsystems aufweisen, welches angepasst ist, um gezielt die bei einem Direktstart nach einem automatischen Stopp beteiligten Zylinder stärker zu kühlen im Vergleich zu den anderen Zylindern. Durch diese Maßnahme ist eine weitere Absenkung der Brennraumtemperatur in den für den Direktstart zu verwendenden Zylindern möglich. Die Füllung des Zylinders wird dadurch erhöht und eine Zündung und Verbrennung verbessert, wodurch auch bei ansonsten ungünstigen Startsituationen ein Direktstart ohne Zurückgreifen auf einen separaten Motoranlasser möglich wird.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mehr im Detail beschrieben werden. In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern dargestellt, welche gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben wird.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches schematisch in der Figur der Zeichnung dargestellt ist, handelt es sich um eine Brennkraftmaschine 10 mit vier Zylindern 2, 3. Die Brennkraftmaschine 10 ist mit einer Zylinderabschaltung versehen, über welche mindestens ein Zylinder 3 der Brennkraftmaschine in einem Teillastbetrieb abgeschaltet werden kann. In der Figur sind die abschaltbaren Zylinder 3 mit schraffierten Kolben 8 dargestellt, während die nichtabschaltbaren Zylinder 2 der Brennkraftmaschine 10 ohne Schraffur sind. Die Brennkraftmaschine 10 nach diesem Ausführungsbeispiel weist ferner ein Steuergerät 1 auf, welches als eine elektronische Motorsteuerung realisiert sein kann. Mit dem Steuergerät 1 kann der Motor in einer sogenannten automatischen Start-Stopp-Strategie betrieben werden, bei welcher bei einem Stopp eines Kraftfahrzeugs beispielsweise an einer Ampel die Brennkraftmaschine automatisch gestoppt wird und anschließend in Form eines Direktstarts wieder gestartet wird, wenn der Fahrer beispielsweise ein Gaspedal betätigt. Beim Direktstart nach einem automatischen Stopp und einem Anhalten der Brennkraftmaschine 10 wird unter Verwendung mindestens eines Teils der Zylinder und eines darin eingeschlossenen Kraftstoff-Luft-Gemischs, welches gezielt gezündet wird, die Brennkraftmaschine 10 ohne die Verwendung eines Anlassers des Kraftfahrzeugs gestartet. Der Direktstart ist durch einen vergleichsweise schnellen und geräuscharmen Start gekennzeichnet. Die Start-Stopp-Strategie, mit welcher die Brennkraftmaschine 10 nach der Erfindung betrieben wird, hat ebenso wie die Zylinderabschaltung im Teillastbetrieb den Vorteil einer nicht unerheblichen Einsparung von Kraftstoff insbesondere im Stadtverkehr und einer Verminderung von Schadstoffemissionen.
Erfindungsgemäß wird die Brennkraftmaschine 10 mit einem speziellen Verfahren zum Neustarten mittels eines Direktstarts mit Berücksichtigung der Zylinderabschaltung der Brennkraftmaschine 10 betrieben. Nach einem automatischen Stopp aufgrund der durch das Steuergerät 1 gesteuerten Start-Stopp-Strategie werden für den anschließenden Direktstart lediglich Zylinder 3 verwendet, welche im vorherigen Fahrbetrieb der Brennkraftmaschine 10 und damit des Fahrzeugs ohne Verbrennung, d. h. ungefeuert, im Zylinderabschaltmodus betrieben wurden. Hierfür erhält das Steuergerät 1 Informationen, welche Zylinder 2, 3 im Fahrbetrieb befeuert wurden und welche nur ohne Zündung mitbewegt wurden. Durch Verwenden der im vorigen Fahrbetrieb nicht beteiligten Zylinder 3 für den Direktstart wird die Brennraumtemperatur in diesen Zylindern 3 abgesenkt, was den Vorteil hat, dass eine bessere Füllung des für den Direktstart zu verwendenden Zylinders 3 bzw. der Zylinder 3 mit Kraftstoff-Luft-Gemisch möglich ist und dadurch ein sicherer Direktstart auch bei ungünstigeren Bedingungen gewährleistet ist. Für die Zylinderabschaltung der Zylinder 3 im Fahrbetrieb (Teillastbetrieb) kann nach der Erfindung einerseits die Einspritzung in diese Zylinder abgeschaltet oder unterbunden werden. Daneben können zur Zylinderabschaltung auch Ein- und Auslassventile mit Mitteln zur Phasenverstellung versehen werden. Oder aber die Ein- und/oder Auslassventile werden komplett geschlossen, um einzelne Zylinder 3 abzuschalten. Voraussetzung für eine Zylinderabschaltung ist das Vorhandensein von mindestens vier Zylindern 2, 3, wie es bei dem in der Figur dargestellten Beispiel der Fall ist. Selbstverständlich können auch mehrzylindrige Motoren und insbesondere Motoren mit sechs, acht oder zwölf Zylindern für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Hier ergeben sich sogar besondere Vorteile und noch größere Einsparpotenziale durch die erfindungsgemäße Synergie zwischen der Zylinderabschaltung und dem Start-Stopp-Betrieb.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Stelleinrichtung 12 seitens der Kurbelwelle 4 vorgesehen, mit welcher die Position der Kurbelwelle und damit die Position der Zylinder 2, 3 in der Brennkraftmaschine 10 gezielt eingestellt werden kann. Ein Sensor 9 zur Erfassung einer Kurbelwellenstellung der Kurbelwelle 4 ist ebenfalls vorgesehen, damit das Steuergerät 1 die erforderlichen Informationen erhält, um festzulegen, welcher Zylinder 3, der vorher im Fahrbetrieb nicht gefeuert wurde, für den Direktstart nach einem automatischen Stopp verwendet werden kann. In diesem Zylinder 3 oder diesen Zylindern 3 wird dann durch das Steuergerät 1 veranlasst, dass Kraftstoff über die Einspritzung 6 in den Brennraum eingespritzt wird und über eine Zündung 7 der Zylinder gefeuert wird, um die Kurbelwelle 4 anzutreiben und die Brennkraftmaschine 10 damit zu starten, ohne dass ein externer Anlasser des Motors hierzu verwendet werden muss. Die Positionierung der Kurbelwelle 4 für eine günstige Stellung des vorher nicht gefeuerten Zylinders 3 für einen Direktstart kann mit einer Stelleinrichtung 12 erfolgen, wie es in dem Beispiel der Figur der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Alternativ oder ergänzend kann die gezielte Einstellung der Position der Kurbelwelle 4 auch durch eine Ansteuerung einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine 10 im Motorauslauf nach einem automatischen Stopp erfolgen. Andere Möglichkeiten zur Positionierung der Kurbelwelle 4 sind eine Änderung des Generatordrehmoments beim Motorauslauf, ein Zu- und/oder Abschalten von weiteren Nebenaggregaten wie einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs oder ähnlichem zur Positionierung im Auslauf sowie die Benutzung des Anlassers der Brennkraftmaschine 10 für die Positionierung der Kurbelwelle 4 nach dem Motorauslauf bzw. kurz vordem Direktstart nach der Erfindung.
Bei der Positionierung der Kurbelwelle 4 wird vorzugsweise über die Stelleinrichtung 12 und das Steuergerät 1 die Stellung der Kurbelwelle 4 derart eingestellt, dass sich der für den Direktstart zu verwendende und vorher nicht befeuerte Zylinder 3 bzw. sein Kolben 8 in einer günstigen Position befindet. Dafür wird der Zylinder 3 beispielsweise in einem Arbeitstakt positioniert, welcher für den anschließenden Direktstart effizient und mit maximalem Start-Drehmoment verwendet werden kann. Die Positionierung der Kurbelwelle 4 mit der Stelleinrichtung 12 kann auch mit einer anfänglichen Drehrichtungsumkehr kurz vor einem Startbeginn erfolgen, um die günstigste Stellung des für den Direktstart verwendeten Zylinders 3 zu erreichen.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner ein Kühlsystem 5 für eine Kühlung der Zylinder 2, 3 vorgesehen, das hier schematisch mit einer Vorlaufleitung und einer Rücklaufleitung gezeichnet ist. Das Kühlsystem 5 ist mit dem Steuergerät 1 und einem darin sich befindenden speziellen Steuermodul 11 für die Steuerung des Kühlsystems 5 gekoppelt. Das Kühlsystem 5 und das entsprechende Steuermodul 11 sind erfindungsgemäß derart angepasst, dass für einen anschließenden Direktstart zu verwendende Zylinder 3, die vorher im Fahrbetrieb nicht gefeuert wurden, stärker gekühlt werden können als die anderen Zylinder 2 in der Brennkraftmaschine 10. Hierdurch wird eine weitere bewusste Absenkung der Brennraumtemperatur erreicht, so dass eine noch bessere Füllung mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch dieses Zylinders 3 möglich ist und hierdurch ein sicherer Start der Brennkraftmaschine 10 über einen sogenannten Direktstart auch in normalerweise hierfür kritischen Situationen und Motorauslaufstellungen erfolgen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10351891 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Neustarten einer Brennkraftmaschine (10) mit mehreren, teilweise abschaltbaren Zylindern (2, 3), insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung für ein Kraftfahrzeug, wobei zwischen einem Zylinderabschaltmodus, in welchem mindestens ein Zylinder (3) der Brennkraftmaschine (10) abgeschaltet ist, und einem Vollzahlmodus geschaltet werden kann und wobei die Brennkraftmaschine (10) in einer automatischen Start-Stopp-Strategie mit anschließendem Direktstart betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Stopp die beim anschließenden Direktstart beteiligten Zylinder (3) im vorherigen Fahrbetrieb ohne Verbrennung im Zylinderabschaltmodus der Brennkraftmaschine (10) betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die beim Direktstart beteiligten Zylinder (3) im vorherigen Fahrbetrieb ohne Einspritzung betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor dem Direktstart eine Positionierung einer Kurbelwelle (4) derart durchgeführt wird, dass die Zylinder (3) für den Direktstart benutzt werden, welche im vorherigen Fahrbetrieb nicht gefeuert wurden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Kurbelwelle (4) entweder durch Ansteuerung einer Drosselklappe im Motorauslauf, durch Änderung eines Generatordrehmoments beim Motorauslauf, durch Zu- und Abschalten von Nebenaggregaten zur Positionierung im Motorauslauf oder durch Verwendung eines Motoranlassers zur Positionierung der Kurbelwelle (4) nach dem Motorauslauf oder kurz vor dem Direktstart durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlsystem (5) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, welches angepasst ist, im Teillastbetrleb nicht mehr befeuerte und für den Direktstart verwendete Zylinder (3) stärker zu kühlen, um eine vordefinierte Absenkung der Brennraumtemperatur dieser Zylinder (3) im Zeitpunkt des Direktstarts zu erreichen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die ohne Verbrennung betriebenen Zylinder (3) beim Stopp nicht unmittelbar in Zündfolge sind, eine Positionierung der Kurbelwelle (4) derart erfolgt, dass beim Direktstart nur in Vorwärtsrichtung der zu Startbeginn im Kompressionstakt befindliche Zylinder (3) nicht gefeuert war.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Direktstart eine anfängliche Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle (4) erfolgt, damit der zunächst im Arbeitstakt befindliche Zylinder (3) der Brennkraftmaschine (10) im Fahrbetrieb vor dem Stopp nicht gefeuert gewesen ist.
Steuergerät (1) für eine Brennkraftmaschine (10) mit mehreren, teilweise abschaltbaren Zylindern (2, 3), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs mit Benzindirekteinspritzung, welche in einer automatischen Start-Stopp-Strategie mit anschließendem Direktstart nach einem automatischen Stopp betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) Mittel aufweist, die angepasst sind, um die beim Direktstart beteiligten Zylinder (3) im vorherigen Fahrbetrieb vor dem Stopp ungefeuert zu betreiben.
Steuergerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (9) zur Erfassung der Stellung einer Kurbelwelle (8) der Brennkraftmaschine (10) vorhanden sind und dass es angepasst ist, eine gezielte Positionierung der Kurbelwelle (4) vor dem Direktstart derart auszuführen, dass für den Direktstart lediglich die Zylinder (3) verwendet werden, welche im vorherigen Fahrbetrieb nicht befeuert wurden.
Brennkraftmaschine (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Benzindirekteinspritzung, mit mehreren, teilweise abschaltbaren Zylindern (2, 3), welche angepasst ist, in einer automatischen Start-Stopp-Strategie mit anschließendem Direktstart nach einem automatischen Stopp betrieben zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuergerät (1) nach Anspruch 8 oder 9 aufweist, um insbesondere nach dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 betrieben zu werden.
Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuermodul (11) zum Steuern eines Motorkühlsystems aufweist und dass mit dem Steuermodul (11) gezielt die bei einem Direktstart nach einem automatischem Stopp nach einem Fahrbetrieb beteiligten Zylinder (3) verstärkt kühlbar sind.