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DE102011108628A1 - Modular internal combustion engine for actuating generator for generation of electric energy, has cylinder of connecting rod, which is drivingly connected with single shaft to driving gear module - Google Patents

Modular internal combustion engine for actuating generator for generation of electric energy, has cylinder of connecting rod, which is drivingly connected with single shaft to driving gear module Download PDF

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DE102011108628A1
DE102011108628A1 DE102011108628A DE102011108628A DE102011108628A1 DE 102011108628 A1 DE102011108628 A1 DE 102011108628A1 DE 102011108628 A DE102011108628 A DE 102011108628A DE 102011108628 A DE102011108628 A DE 102011108628A DE 102011108628 A1 DE102011108628 A1 DE 102011108628A1
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DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
cylinder
modular internal
starter
Prior art date
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Ceased
Application number
DE102011108628A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr. Teetz Christoph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Friedrichshafen GmbH filed Critical MTU Friedrichshafen GmbH
Priority to DE102011108628A priority Critical patent/DE102011108628A1/en
Publication of DE102011108628A1 publication Critical patent/DE102011108628A1/en
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    • F02F7/0021Construction
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Abstract

The modular internal combustion engine (1) has a cylinder (2.1) of a connecting rod (3.1), which is drivingly connected with a single shaft (4.1) to a driving gear module (5.1). The driving gear module is activated or deactivated and each driving gear module is assigned with an electric machine. The electrical machine is a starter-generator (15.1), which is coupled with the single shaft. The electric machine has a starter motor and a coil for decreasing electrical energy, where the starter motor is coupled to the single shaft. An independent claim is included for a method for controlling a modular internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine modulare Brennkraftmaschine mit zuschaltbaren Zylindern und ein entsprechend angepasstes Verfahren.The invention relates to a modular internal combustion engine with shiftable cylinders and a correspondingly adapted method.

Bei dieselelektrischen Antrieben treibt die Brennkraftmaschine einen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie an. Die elektrische Energie wiederum wird zum Beispiel über einen Radnabenmotor in mechanischen Vortrieb umgewandelt. In bestimmten Betriebsbereichen oder Fahrzuständen, zum Beispiel bei geringer Leistungsanforderung, werden ein oder mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine abgeschaltet, wodurch der Kraftstoffverbrauch verringert wird. Bei der Zylinderabschaltung wird in die ausgewählten Zylinder kein Kraftstoff mehr eingespritzt. Da aber alle Zylinder über jeweils ein Pleuel mit einer gemeinsamen Kurbelwelle trieblich verbunden sind, müssen die befeuerten Zylinder die nicht befeuerten Zylinder mitschleppen. Hinsichtlich der Energiebilanz von eingesetztem Kraftstoff zu erzeugter elektrischer Energie ist dies nicht zufriedenstellend.In diesel-electric drives, the internal combustion engine drives a generator for generating electrical energy. The electrical energy in turn is converted, for example via a hub motor in mechanical advance. In certain operating ranges or driving conditions, for example, low power demand, one or more cylinders of the internal combustion engine are switched off, whereby the fuel consumption is reduced. During cylinder deactivation, fuel is no longer injected into the selected cylinders. Since, however, all cylinders are connected via a connecting rod to a common crankshaft, the fired cylinders must carry the non-fired cylinders along. With regard to the energy balance of fuel used for generated electrical energy, this is not satisfactory.

Eine Verbesserung ist beispielsweise in der DE 31 45 381 A1 aufgezeigt, welche eine modulare Brennkraftmaschine mit zuschaltbaren Zylindern offenbart. Bei dieser Brennkraftmaschine sind ein erster und ein zweiter Zylinder über jeweils ein Pleuel mit einer ersten Kurbelwelle trieblich verbunden. Die erste Kurbelwelle ist permanent im Betrieb. Ein dritter und vierter Zylinder sind über jeweils ein Pleuel mit einer zweiten Kurbelwelle verbunden. Die zweite Kurbelwelle und damit der dritte sowie vierte Zylinder werden im hohen Lastbereich der Brennkraftmaschine über eine Kupplung mit der ersten Kurbelwelle gekoppelt. Im niederen Lastbereich hingegen ist die zweite Kurbelwelle mechanisch von der ersten Kurbelwelle entkoppelt. Hinsichtlich der Energiebilanz bietet diese Lösung noch Optimierungsmöglichkeiten.An improvement is for example in the DE 31 45 381 A1 which discloses a modular internal combustion engine with shiftable cylinders. In this internal combustion engine, a first and a second cylinder are drivingly connected via a connecting rod with a first crankshaft. The first crankshaft is in permanent operation. A third and fourth cylinder are connected via a connecting rod with a second crankshaft. The second crankshaft and thus the third and fourth cylinders are coupled in the high load range of the internal combustion engine via a clutch with the first crankshaft. In the lower load range, however, the second crankshaft is mechanically decoupled from the first crankshaft. With regard to the energy balance, this solution still offers opportunities for optimization.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine modulare Brennkraftmaschine mit verbesserte Energiebilanz zu entwerfen.The invention is therefore based on the object to design a modular internal combustion engine with improved energy balance.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine modulare Brennkraftmaschine mit zuschaltbaren Zylindern, bei der ein Zylinder über ein Pleuel mit einer Einzelwelle zu einem Treibwerksmodul trieblich verbunden ist. Jedes Triebwerksmodul ist für sich aktivierbar/deaktivierbar und jedem Triebwerksmodul ist eine elektrische Maschine zugeordnet. Bei einer Brennkraftmaschine mit zwölf Zylindern sind dies also zwölf aktivierbare/deaktivierbare Triebwerksmodule mit zwölf elektrischen Maschinen. Die elektrische Maschine kann in einer ersten Ausführungsform ein Starter-Generator sein, der mit der Einzelwelle gekoppelt ist. In einer zweiten Ausführungsform wird die elektrische Maschine von einem Anlasser und einer Spule zur Abnahme von elektrischer Energie gebildet, wobei die Spule auf dem kolbenabgewandten Umfang der Zylinderlaufbüchse angeordnet ist. Der Anlasser ist dann mit der Einzelwelle gekoppelt. Gegenüber dem Stand der Technik mit zwei Kurbelwellen, sind bei der erfindungsgemäßen Lösung die Schleppmomente signifikant verringert, was wiederum eine Kraftstoffeinsparung bewirkt. Für den Betreiber sind daher die geringeren Betriebskosten von Vorteil.This object is achieved by a modular internal combustion engine with shiftable cylinders, in which a cylinder is drivingly connected via a connecting rod with a single shaft to a drive module. Each engine module can be activated / deactivated and each engine module is assigned an electrical machine. In an internal combustion engine with twelve cylinders, this means twelve activatable / deactivatable engine modules with twelve electric machines. The electric machine may be a starter generator coupled to the single shaft in a first embodiment. In a second embodiment, the electric machine is formed by a starter and a coil for the removal of electrical energy, wherein the coil is arranged on the piston-facing circumference of the cylinder liner. The starter is then coupled to the single shaft. Compared to the prior art with two crankshafts, the drag torque is significantly reduced in the inventive solution, which in turn causes fuel savings. For the operator, therefore, the lower operating costs are beneficial.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein entsprechend angepasstes Verfahren zur Steuerung einer modularen Brennkraftmaschine. Das Steuerungsverfahren besteht darin, dass eine Leistungsabweichung aus einer Soll- und einer Ist-Leistung berechnet wird und in Abhängigkeit der Leistungsabweichung ein stationärer Zustand oder ein instationärer Zustand gesetzt wird. Bei gesetztem instationärem Zustand wird anschließend der Gradient der Soll-Leistung berechnet und mit einem Grenzwert verglichen. Übersteigt der Gradient der Soll-Leistung den Grenzwert, so werden alle Zylinder der Brennkraftmaschine aktiviert. Anderenfalls wird die Anzahl der aktivierten Zylinder in Abhängigkeit der Soll-Leistung berechnet und gegebenenfalls angepasst. Wurde hingegen der stationäre Zustand gesetzt, so wird die aktuelle Anzahl der aktivierten Zylinder beibehalten. Das Verfahren erlaubt einen bedarfsgerechten Betrieb der modularen Brennkraftmaschine und eine präzisere Anpassung an den Leistungswunsch des Betreibers. Gegenüber dem Stand der Technik ist die Reaktionszeit, zum Beispiel bei einer abrupten Erhöhung der Soll-Leistung, aufgrund der geringeren Massen bei der Aktivierung der Zylinder deutlich verkürzt. Von Vorteil ist daher die erhöhte Spontanität.The problem is solved by a correspondingly adapted method for controlling a modular internal combustion engine. The control method is that a power deviation is calculated from a target and an actual power and a steady state or a transient state is set depending on the power deviation. When the transient state is set, the gradient of the target power is then calculated and compared with a limit value. If the gradient of the target power exceeds the limit value, all cylinders of the internal combustion engine are activated. Otherwise, the number of activated cylinders is calculated as a function of the target power and adjusted if necessary. If, on the other hand, the stationary state has been set, the current number of activated cylinders is retained. The method allows a needs-based operation of the modular internal combustion engine and a more precise adaptation to the performance of the operator. Compared to the prior art, the reaction time, for example, in an abrupt increase in the target power, significantly reduced due to the lower masses in the activation of the cylinder. The advantage is therefore the increased spontaneity.

In den Figuren sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:In the figures, the preferred embodiments are shown. Show it:

1 ein Systemschaubild der ersten Ausführungsform, 1 a system diagram of the first embodiment,

2 ein Systemschaubild der zweiten Ausführungsform und 2 a system diagram of the second embodiment and

3 einen Programm-Ablaufplan. 3 a program schedule.

Die 1 zeigt ein Systemschaubild einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist eine elektronisch gesteuerte Brennkraftmaschine 1 mit Common-Railsystem und drei identischen Triebwerksmodulen. Die Anzahl der Triebwerksmodule ist als Beispiel zu sehen. Das erste Treibwerksmodul ist mit dem Bezugszeichen 5.1, das zweite Triebwerksmodul mit dem Bezugszeichen 5.2 und das dritte Triebwerksmodul mit dem Bezugszeichen 5.3 gekennzeichnet. Jedes Triebwerksmodul besteht aus einem Zylinder, einem Pleuel und einer Einzelwelle. Für das erste Treibwerksmodul 5.1 sind dies entsprechend der erste Zylinder 2.1, das erste Pleuel 3.1 und die erste Einzelwelle 4.1. Jeder Zylinder ist über das Pleuel mit der Einzelwelle kraftschlüssig verbunden.The 1 shows a system diagram of a first embodiment of the invention. Shown is an electronically controlled internal combustion engine 1 with common rail system and three identical engine modules. The number of engine modules can be seen as an example. The first drive module is denoted by the reference numeral 5.1 , the second engine module with the reference numeral 5.2 and the third engine module with the reference numeral 5.3 characterized. Each engine module consists of a cylinder, a connecting rod and a single shaft. For the first drive module 5.1 these are according to the first cylinder 2.1 , the first connecting rod 3.1 and the first single wave 4.1 , Each cylinder is frictionally connected to the single shaft via the connecting rod.

Die allgemeine Funktionalität des Common-Railsystems wird als bekannt vorausgesetzt. Bekanntermaßen umfasst das Common-Railsystem als mechanische Komponenten eine Niederdruckpumpe 7 zur Förderung von Kraftstoff aus einem Tank 6, eine Saugdrossel 8 zur Beeinflussung des Volumenstroms, eine Hochdruckpumpe 9, ein Rail 10 und Injektoren zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1. So wird zum Beispiel über einen ersten Injektor 11.1 der Kraftstoff in den Brennraum des ersten Triebwerkmoduls 5.1 eingespritzt. Optional kann das dargestellte Common-Railsystem auch als Common-Railsystem mit Einzelspeichern ausgeführt sein. In diesem Fall ist dann in jedem Injektor ein Einzelspeicher als zusätzliches Puffervolumen für den Kraftstoff integriert. Beispielsweise im ersten Injektor 11.1 ist dies der erste Einzelspeicher 12.1.The general functionality of the common rail system is assumed to be known. As is known, the common rail system comprises a low-pressure pump as mechanical components 7 to pump fuel from a tank 6 , a suction throttle 8th for influencing the volume flow, a high-pressure pump 9 , a rail 10 and injectors for injecting fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine 1 , So for example is about a first injector 11.1 the fuel into the combustion chamber of the first engine module 5.1 injected. Optionally, the illustrated common rail system can also be designed as a common rail system with individual memories. In this case, then in each injector a single memory is integrated as an additional buffer volume for the fuel. For example, in the first injector 11.1 this is the first single memory 12.1 ,

Gesteuert wird die Brennkraftmaschine 1 über ein elektronisches Motorsteuergerät 13 (ECU). In der 1 sind als Eingangsgrößen des elektronischen Motorsteuergeräts 13 exemplarisch ein Raildruck pCR, eine Soll-Leistung P(SL) und eine Größe EIN dargestellt. Die Soll-Leistung P(SL) wird als Leistungswunsch entweder durch einen Bediener oder durch einen Anlagenregler vorgegeben. Der Raildruck pCR wird über einen Raildrucksensor 14 erfasst. Die Größe EIN steht stellvertretend für die weiteren Eingangssignale, beispielsweise für eine Motordrehzahl und die Rückmeldung eines Energiemanagers 16. Bei einem Common-Railsystem mit Einzelspeichern ist der Einzelspeicherdruck eine weitere Eingangsgröße des elektronischen Motorsteuergeräts 13. Beispielsweise der erste Einzelspeicherdruck pE1 des ersten Injektors 11.1. Die dargestellten Ausgangsgrößen des elektronischen Motorsteuergeräts 13 sind ein PWM-Signal SD zur Ansteuerung der Saugdrossel 8, ein leistungsbestimmendes Signal zur Ansteuerung eines Injektors und eine Größe AUS. Die Größe AUS steht stellvertretend für die weiteren Stellsignale zur Steuerung der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise ein Stellsignal zur Ansteuerung eines AGR-Ventils. Unter leistungsbestimmendem Signal sind der Spritzbeginn und die Spritzdauer zu verstehen. Entsprechend wird der erste Injektor 11.1 mit dem ersten leistungsbestimmenden Signal ve1, der zweite Injektor 11.2 mit dem zweiten leistungsbestimmenden Signal ve2 und der dritte Injektor 11.3 mit dem dritten leistungsbestimmenden Signal ve3 angesteuert. Soll beispielsweise das erste Triebwerksmodul 5.1 deaktiviert werden, so wird die Einspritzung über den ersten Injektor 11.1 deaktiviert. Im deaktivierten Zustand nimmt der erste Zylinder 2.1 und die erste Einzelwelle 4.1 eine ortsfeste Position ein.The internal combustion engine is controlled 1 via an electronic engine control unit 13 (ECU). In the 1 are the input variables of the electronic engine control unit 13 an example shows a rail pressure pCR, a target power P (SL) and a size ON. The desired power P (SL) is specified as a desired power either by an operator or by a system controller. The rail pressure pCR is transmitted via a rail pressure sensor 14 detected. The size ON is representative of the other input signals, for example for an engine speed and the feedback of an energy manager 16 , In a common rail system with individual memories of the individual storage pressure is another input of the electronic engine control unit 13 , For example, the first individual storage pressure pE1 of the first injector 11.1 , The illustrated outputs of the electronic engine control unit 13 are a PWM signal SD for controlling the suction throttle 8th , a power-determining signal for driving an injector and a size OFF. The size OFF is representative of the other control signals for controlling the internal combustion engine 1 , For example, a control signal for controlling an EGR valve. The power-determining signal is the start of injection and the duration of injection. Accordingly, the first injector 11.1 with the first power-determining signal ve1, the second injector 11.2 with the second power-determining signal ve2 and the third injector 11.3 controlled by the third power-determining signal ve3. For example, if the first engine module 5.1 be deactivated, so the injection is via the first injector 11.1 disabled. When deactivated, the first cylinder takes over 2.1 and the first single wave 4.1 a fixed position.

Jedem Triebwerksmodul ist eine elektrische Maschine zugeordnet. In der ersten Ausführungsform nach 1 ist die elektrische Maschine ein Starter-Generator. Im Falle des ersten Triebwerksmoduls 5.1 ist dies der erste Starter-Genertor 15.1, welcher von der ersten Einzelwelle 4.1 angetrieben wird. Jeder Starter-Generator wiederum wird über den Energiemanager 16 in seiner Funktion als Starter angesteuert oder in seiner Funktion als Generator überwacht. Den Energiemanager 16 verteilt die elektrische Energie an die elektrischen Antriebsmotoren, zum Beispiel Radnabenmotor, und meldet dem elektronischen Motorsteuergerät 13 den Zustand der Starter-Generatoren. Im praktischen Betrieb werden die aktivierten Zylinder in der Art zu einander synchronisiert, dass die nach außen wirksamen Kräfte und Momente minimiert werden. Durch diese Maßnahme wird eine gleichbleibend gute Laufruhe gewährleistet.Each engine module is associated with an electric machine. In the first embodiment according to 1 the electric machine is a starter generator. In the case of the first engine module 5.1 this is the first starter genertor 15.1 , which from the first single wave 4.1 is driven. Each starter generator in turn is powered by the energy manager 16 controlled in its function as a starter or monitored in its function as a generator. The energy manager 16 distributes the electrical energy to the electric drive motors, such as wheel hub motor, and reports to the electronic engine control unit 13 the state of the starter generators. In practical operation, the activated cylinders are synchronized with each other in such a way that the outward forces and moments are minimized. By this measure, a consistently good smoothness is guaranteed.

Die 2 zeigt ein Systemschaubild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist eine elektronisch gesteuerte Brennkraftmaschine 1 mit Common-Railsystem und drei Zylindern. Identische Bauteile zur 1 sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Die zweite Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die elektrische Maschine hier als Anlasser und Spule ausgebildet ist. Für das erste Triebwerksmodul 5.1 sind dies also der erste Anlasser 17.1 und die erste Spule 18.1. Die Spule 18.1 ist auf dem kolbenabgewandten Umfang der ersten Zylinderlaufbüchse 19.1 angeordnet. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind die Kühlkanäle in der Darstellung weggelassen. Aufgrund der oszillierenden Bewegung des ersten Zylinders 2.1 wird in der ersten Spule 18.1 eine entsprechende Spannung U1 induziert. Die Anlasser 17.1 bis 17.3 und die Spulen werden auch bei dieser Ausführungsform vom Energiemanager 16 angesteuert und überwacht.The 2 shows a system diagram of a second embodiment of the invention. Shown is an electronically controlled internal combustion engine 1 with common rail system and three cylinders. Identical components for 1 are provided with identical reference numerals. The second embodiment of the invention is that the electric machine is designed here as a starter and coil. For the first engine module 5.1 So these are the first starter 17.1 and the first coil 18.1 , The sink 18.1 is on the piston-facing circumference of the first cylinder liner 19.1 arranged. For reasons of clarity, the cooling channels are omitted in the illustration. Due to the oscillating movement of the first cylinder 2.1 will be in the first coil 18.1 induced a corresponding voltage U1. The starters 17.1 to 17.3 and the coils are also in this embodiment of the energy manager 16 controlled and monitored.

In der 5 ist das Verfahren zur Steuerung einer modularen Brennkraftmaschine in einem Programm-Ablaufplan als Unterprogramm UP dargestellt. Das Verfahren kann gleichermaßen auf die erste Ausführungsform nach 1 als auch auf die zweite Ausführungsform nach 2 angewendet werden. Bei S1 wird die Soll-Leistung P(SL) eingelesen, welche entweder über einen Bediener, zum Beispiel als Fahrpedalstellung, oder über einen Anlagenregler vorgegeben wird. Im Anschluss wird bei S2 die Ist-Leistung P(IST) ermittelt und mit der Soll-Leistung P(SL) bei S3 verglichen. Hieraus resultiert die Leistungsabweichung dP. Bei S4 wird dann die Leistungsabweichung dP mit einem ersten Grenzwert GW1 verglichen. Ist die Leistungsabweichung dP größer/gleich dem ersten Grenzwert GW1, Abfrageergebnis S4: ja, so wird der Programmteil S5 bis S9 durchlaufen. Anderenfalls der Programmteil mit S10 und S11. Wurde bei S4 festgestellt, dass die Leistungsabweichung dP den ersten Grenzwert GW1 überschritten hat, so wird bei S5 der instationäre Zustand gesetzt und bei S6 der Gradient GRAD der Soll-Leistung P(SL) berechnet. Übersteigt der Gradient GRAD der Soll-Leistung P(SL) einen Grenzwert GW, Abfrageergebnis S7: ja, so werden bei S8 alle Zylinder aktiviert (nZYL = MAX), indem in einem ersten Schritt ein bisher deaktivierter Zylinder über den Starter-Generator in Bewegung versetzt wird und nach einer Synchronisierungsphase in einem zweiten Schritt über den Injektor Kraftstoff eingespritzt wird. Danach wird ins Hauptprogramm zurückgekehrt. Ist hingegen der Gradient GRAD der Soll-Leistung P(SL) kleiner als der Grenzwert GW, Abfrageergebnis S7: nein, so wird bei S9, die Anzahl nZYL der aktivierten Zylinder in Abhängigkeit der Soll-Leistung P(SL) zum Beispiel über eine Kennlinie berechnet. Danach wird ins Hauptprogramm zurückgekehrt.In the 5 the method for controlling a modular internal combustion engine is shown in a program flowchart as a subroutine UP. The method can equally according to the first embodiment 1 as well as the second embodiment 2 be applied. At S1, the target power P (SL) is read, which is specified either by an operator, for example as accelerator pedal position, or via a system controller. Subsequently, the actual power P (IST) is determined at S2 and compared with the target power P (SL) at S3. This results in the performance deviation dP. At S4, the power deviation dP is then compared with a first limit value GW1. If the power deviation dP is greater than or equal to the first limit value GW1, Query result S4: yes, the program part S5 to S9 is run through. Otherwise the program part with S10 and S11. If it was determined at S4 that the power deviation dP has exceeded the first limit value GW1, the transient state is set at S5 and the gradient GRAD of the target power P (SL) is calculated at S6. If the gradient GRAD of the target power P (SL) exceeds a limit value GW, query result S7: yes, all cylinders are activated (nZYL = MAX) at S8, by moving a previously deactivated cylinder via the starter generator in a first step is offset and injected after a synchronization phase in a second step via the injector fuel. After that will return to the main program. If, on the other hand, the gradient GRAD of the target power P (SL) is smaller than the limit value GW, query result S7: no, then the number nZYL of the activated cylinders is dependent on the desired power P (SL), for example via a characteristic curve at S9 calculated. After that will return to the main program.

Wurde bei S4 hingegen festgestellt, dass die Leistungsabweichung dP kleiner als der erste Grenzwert GW1 ist, Abfrageergebnis S4: nein, so wird bei S10 der stationäre Zustand gesetzt und bei S11 die Anzahl nZYL der aktivierten Zylinder beibehalten. Danach wird ins Hauptprogramm zurückgekehrt.If, on the other hand, it has been determined at S4 that the power deviation dP is less than the first limit value GW1, query result S4: no, then the stationary state is set at S10 and the number nZYL of the activated cylinders is maintained at S11. After that will return to the main program.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
2.12.1
erster Zylinderfirst cylinder
3.13.1
erstes Pleuelfirst connecting rod
4.14.1
erste Einzelwellefirst single wave
5.15.1
erstes Triebwerksmodulfirst engine module
5.25.2
zweites Triebwerksmodulsecond engine module
5.35.3
drittes Triebwerksmodulthird engine module
66
Tanktank
77
NiederdruckpumpeLow pressure pump
88th
Saugdrosselinterphase
99
Hochdruckpumpehigh pressure pump
1010
RailRail
11.111.1
erster Injektorfirst injector
11.211.2
zweiter Injektorsecond injector
11.311.3
dritter Injektorthird injector
12.112.1
erster Einzelspeicherfirst single memory
1313
elektronisches Motorsteuergerät (ECU)electronic engine control unit (ECU)
1414
RaildrucksensorRail pressure sensor
15.115.1
erster Starter-Generatorfirst starter generator
15.215.2
zweiter Starter-Generatorsecond starter generator
15.315.3
dritter Starter-Generatorthird starter generator
1616
Energiemanagerenergy Manager
17.117.1
erster Anlasserfirst starter
18.118.1
erste Spulefirst coil
19.119.1
erste Zylinderlaufbüchsefirst cylinder liner

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3145381 A1 [0003] DE 3145381 A1 [0003]

Claims (10)

Modulare Brennkraftmaschine (1) mit zuschaltbaren Zylindern (2.1) dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinder (2.1) über ein Pleuel (3.1) mit einer Einzelwelle (4.1) zu einem Treibwerksmodul (5.1) trieblich verbunden ist, jedes Triebwerksmodul (5.1) aktivierbar/deaktivierbar ist und jedem Triebwerksmodul (5.1) eine elektrische Maschine zugeordnet ist.Modular internal combustion engine ( 1 ) with switchable cylinders ( 2.1 ) characterized in that a cylinder ( 2.1 ) via a connecting rod ( 3.1 ) with a single wave ( 4.1 ) to a drive module ( 5.1 ), each engine module ( 5.1 ) can be activated / deactivated and each engine module ( 5.1 ) is associated with an electrical machine. Modulare Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein Starter-Generator (15.1) ist und der Starter-Generator (15.1) mit der Einzelwelle (4.1) gekoppelt ist.Modular internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electric machine is a starter-generator ( 15.1 ) and the starter generator ( 15.1 ) with the single wave ( 4.1 ) is coupled. Modulare Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine aus einem Anlasser (17.1) und einer Spule (18.1) zur Abnahme von elektrischer Energie besteht, wobei der Anlasser (17.1) mit der Einzelwelle (4.1) gekoppelt ist und die Spule (18.1) auf dem kolbenabgewandten Umfang der Zylinderlaufbüchse (19.1) angeordnet ist.Modular internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electric machine consists of a starter ( 17.1 ) and a coil ( 18.1 ) for the collection of electrical energy, wherein the starter ( 17.1 ) with the single wave ( 4.1 ) and the coil ( 18.1 ) on the piston-facing circumference of the cylinder liner ( 19.1 ) is arranged. Modulare Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im deaktivierten Zustand der Zylinder (2.1) und die Einzelwelle (4.1) eine ortsfeste Position einnehmen.Modular internal combustion engine ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that in the deactivated state of the cylinder ( 2.1 ) and the single wave ( 4.1 ) assume a fixed position. Modulare Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiemanager (16) zur Bestimmung des Zustands der elektrischen Maschine vorgesehen ist.Modular internal combustion engine ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that an energy manager ( 16 ) is provided for determining the state of the electric machine. Verfahren zur Steuerung einer modularen Brennkraftmaschine (1) mit den Merkmalen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsabweichung (dP) aus einer Soll-Leistung (P(SL)) und einer Ist-Leistung (P(IST)) berechnet wird und in Abhängigkeit der Leistungsabweichung (dP) ein stationärer Zustand oder ein instationärer Zustand gesetzt wird.Method for controlling a modular internal combustion engine ( 1 ) with the features of claim 1, characterized in that a power deviation (dP) from a target power (P (SL)) and an actual power (P (IST)) is calculated and in dependence on the power deviation (dP) a stationary state or a transient state is set. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei gesetztem instationärem Zustand der Gradient (GRAD) der Soll-Leistung (P(SL)) berechnet wird, der Gradient (GRAD) mit einem Grenzwert (GW) verglichen wird und alle Zylinder (2.1) der Brennkraftmaschine (1) aktiviert werden, wenn der Gradient (GRAD) der Soll-Leistung (P(SL)) größer/gleich als der Grenzwert (GW) wird.Method according to Claim 6, characterized in that, when the transient state is set, the gradient (GRAD) of the desired power (P (SL)) is calculated, the gradient (GRAD) is compared with a limit value (GW) and all cylinders ( 2.1 ) of the internal combustion engine ( 1 ) are activated when the gradient (GRAD) of the target power (P (SL)) becomes greater than or equal to the limit value (GW). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (nZYL) der aktivierten Zylinder (2.1) in Abhängigkeit der Soll-Leistung (P(SL)) berechnet wird, wenn der Gradient (GRAD) der Soll-Leistung (P(SL)) kleiner als der Grenzwert (GW) wird.Method according to Claim 7, characterized in that the number (nZYL) of the activated cylinders ( 2.1 ) is calculated as a function of the target power (P (SL)) when the gradient (GRAD) of the target power (P (SL)) becomes smaller than the limit value (GW). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei gesetztem stationärem Zustand die Anzahl (nZYL) der aktivierten Zylinder (2.1) beibehalten wird.Method according to Claim 6, characterized in that, when the stationary state is set, the number (nZYL) of the activated cylinders ( 2.1 ) is maintained. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass über den Energiemanager (16) die Energie an die elektrischen Antriebsmotoren verteilt wird.Method according to one of claims 6 to 9, characterized in that via the energy manager ( 16 ) the energy is distributed to the electric drive motors.
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