專利名稱：用于關(guān)閉具有至少兩個氣缸的柴油機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于關(guān)閉具有至少兩個氣缸的柴油機的方法。
背景技術(shù)：
按照傳統(tǒng)，柴油機借助于所謂的起動機或者起動器來起動，所述起動機或者起動器驅(qū)動著柴油機旋轉(zhuǎn)一圈或數(shù)圈，直到開始自動點火。也知道所謂的起動/停止運行模式， 對于所述起動/停止運行模式來說在特定的狀況中關(guān)閉內(nèi)燃機并且又應(yīng)該盡快地并且尤其快速地將其起動。在這個方面知道，在機動車停車時比如在斜坡上關(guān)閉內(nèi)燃機并且在操縱離合器或者油門踏板時又將內(nèi)燃機起動。值得追求的是，快速地并且在沒有起動器的費時的參與的情況下實施這種重新起動過程，以便愛惜起動器、提高機動車的運行可靠性并且避免干擾性的噪聲。出于這個原因，值得追求的是，盡早地也就是說在第一次達到上死點 (Ζ0Τ =上死點點火)時就給合適的氣缸點火并且將所謂的起始角也就是該氣缸在停止位置與首次點火之間必須經(jīng)過的曲軸角度保持在盡可能小的程度上。比如從DE 198 17 497 Al中知道，在真正的發(fā)動機停止之后使活塞運動到所期望的位置中。但是駕駛員感覺到在停止之后內(nèi)燃機的運動不自然并且有干擾。作為替代方案， 比如像在DE 102 55 149 Al中一般所描述的一樣，在慣性運動的過程中就已經(jīng)可以如此影響所述活塞，使得其停止在有利的位置中。尤其柴油機由于自動點火向起動過程提出特殊的要求，因為可能的點火時刻和起始角依賴于凸輪軸與曲軸之間的同步、軌壓釋放(軌中的最低壓力，用于保證噴射器的可靠的打開和關(guān)閉)并且也依賴于熱力學(xué)上的邊界條件也就是燃燒室中的壓力和溫度。只有在重新起動的時刻氣缸中的充氣水平足夠高并且所述活塞得到足夠快的加速，才達到用于自動點火的熱力學(xué)上的邊界條件。因此值得追求的是，說明一種方案，用于如此關(guān)閉柴油機，從而能夠?qū)崿F(xiàn)快速的并且盡管如此也安全且可靠的重新起動。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明，提出一種用于關(guān)閉具有權(quán)利要求1所述特征的柴油機的方法。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求及以下說明的主題。本發(fā)明尤其利用這樣的認識，即內(nèi)燃機的停止位置主要依賴于曲軸上的力的平衡。在此決定性的是作功的和進行壓縮的氣缸中的氣體彈簧力，因為這里所述閥已經(jīng)關(guān)閉。 按本發(fā)明，現(xiàn)在作功的氣缸擁有優(yōu)選明顯比進行壓縮的氣缸低的充氣水平(這里基本上是空氣量，因為通常根據(jù)停止要求不再噴射燃料)，從而在所述作功的氣缸的上死點(ZOT)之后的曲軸角度很小(° Kff)時就已經(jīng)達到力的平衡。因而所述進行壓縮的氣缸在其下死點 (UT)的附近還處于壓縮階段的開始。該氣缸在停止階段中僅僅失去其充氣水平的較小的部分，因為氣缸壓力僅僅稍許高于環(huán)境壓力，并且因此在重新起動時達到必需的壓力和必需的溫度，用于在首次經(jīng)過其ZOT附近時就已經(jīng)點火。本發(fā)明能夠以很短的起動時間實現(xiàn)重新起動。在此降低了起動機的負荷，對駕駛員來說提高了舒適性。起動時間的最小化也意味著安全方面的益處，因為通過延緩的重新起動比如會出現(xiàn)機動車的溜車。在停止狀態(tài)中氣缸位置的預(yù)測也就是說尤其哪個氣缸處于哪個沖程中比如可以用軟件技術(shù)借助于模型計算來實施。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中知道一些方法。如果內(nèi)燃機擁有比沖程數(shù)少的氣缸，那就可以像比如在DE 102 55 149A1中所描述的一樣通過內(nèi)燃機的優(yōu)選相應(yīng)的觸發(fā)來基本上保證，總是一個氣缸在停止狀態(tài)中處于壓縮沖程中。優(yōu)選如此關(guān)閉內(nèi)燃機，從而提供120° KW到180° KW的起始角。也就是說事實已經(jīng)表明，在UT(下死點)之后活塞位置的60° KW以下的偏差對于進行壓縮的氣缸來說還能夠接受，用于在重新起動時保證在首次ZOT上進行點火。本發(fā)明可以特別有利地與已知的用于柴油機的關(guān)閉方法相結(jié)合。已經(jīng)知道，在切斷時使用所謂的“軟關(guān)閉(Soft Shut-Off·)”功能。該功能用于平緩的發(fā)動機慣性運轉(zhuǎn)，方法是通過節(jié)流閥的關(guān)閉(對于柴油機來說稱為調(diào)節(jié)閥)來獲得盡可能低的氣缸充氣水平。 由此降低了活塞壓縮力和膨脹力并且發(fā)動機更加均勻地慣性運轉(zhuǎn)。對于具有(完全)可變的氣門傳動裝置的柴油機來說，進氣閥承擔(dān)了節(jié)流閥的任務(wù)。進氣閥在這里僅僅短暫地打開，用于實現(xiàn)氣缸的盡可能低的充氣水平?，F(xiàn)在結(jié)合按本發(fā)明的解決方案，在發(fā)動機停止之前尤其影響最后一次氣缸充氣水平。對于在停止狀態(tài)中處于壓縮沖程中的氣缸來說，最后一次氣缸充氣水平與此前的氣缸充氣水平相比應(yīng)該盡可能地高。這優(yōu)選通過盡可能長的進氣閥打開時間來達到并且比如能夠借助于發(fā)動機控制系統(tǒng)來實施。較高的氣缸充氣水平在壓縮階段中引起快速的氣缸壓力上升。進行壓縮的氣缸中的氣缸壓力因此在較小的。KW 之后就已達到和剛好膨脹的具有較低的充氣水平的氣缸的氣缸壓力相同的數(shù)值。因此，發(fā)動機不是停留在當(dāng)中而是停留在非?？拷谥匦缕饎訒r第一個進行壓縮的氣缸的UT(下死點)的位置上。這個氣缸因此具有合適的起始角和足夠的空氣充氣水平，用于在第一次作功沖程中就已點火。燃料的噴射在此在合適的時刻尤其在壓縮過程中進行。按本發(fā)明的計算單元比如機動車的控制儀尤其在程序技術(shù)上設(shè)置用于實施按本發(fā)明的方法。軟件的形式的方法的實施也是有利的，因為這尤其在執(zhí)行所述方法的控制儀還用于其它任務(wù)并且因此本來就存在時引起特別低的成本。合適的用于提供計算機程序的數(shù)據(jù)載體尤其是光盤、硬盤、閃存盤、EEPROMs、⑶-ROMs、DVDs以及其它更多的數(shù)據(jù)載體。在此也可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等)來下載程序。本發(fā)明的其它優(yōu)點和設(shè)計方案從說明書及附圖中獲得。不言而喻，上面提到的和下面還要解釋的特征不僅能夠在相應(yīng)說明的組合中使用，而且也能夠在其它組合中使用或者單獨地使用，而不離開本發(fā)明的范圍。


本發(fā)明借助于實施例在附圖中示意性地示出并且下面參照附圖進行詳細描述。其中圖1是具有控制儀的內(nèi)燃機的示意圖；并且圖2是本發(fā)明的借助于流程圖示出的一種優(yōu)選的實施方式。
具體實施例方式圖1示出了可以作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的內(nèi)燃機100。該內(nèi)燃機100構(gòu)造為柴油機。所述內(nèi)燃機100在該實施例中包括四個氣缸110、120、130、140，這四個氣缸110、 120、130、140則分別具有能夠調(diào)節(jié)的進氣閥111、121、131或者說141以及以機械方式操縱的排氣閥112、122、132或者說142。所述進氣閥111到141構(gòu)造為能夠調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，這里以液壓方式來操縱，并且借助于磁閥來控制。為了尤其控制所述進氣閥，設(shè)置了控制儀180。 所述進氣閥和排氣閥由凸輪軸150來運行。在氣缸110到140中的每個氣缸中以能夠上下運動的方式布置了活塞113、123、133或者說143并且所述活塞與曲軸(未示出)相連接。在圖1所繪出的狀態(tài)中，氣缸110處于作功沖程的開始，氣缸120處于排氣沖程的開始，氣缸130處于壓縮沖程的開始并且氣缸140處于吸氣沖程的開始。按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，現(xiàn)在由所述控制儀180來如此觸發(fā)所述可變的進氣閥111到141，使得所述內(nèi)燃機如下面參照圖2所解釋的一樣在關(guān)閉之后占據(jù)對于重新起動來說有利的狀態(tài)。圖2示意性地以流程圖示出了按本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實施方式。該方法以步驟200開始，在該步驟200中提供切斷要求。所述切斷要求比如可以由起動/停止控制機構(gòu)發(fā)送給所述發(fā)動機控制儀160。隨后在步驟201中關(guān)閉內(nèi)燃機，也就是說尤其中斷燃料供給。內(nèi)燃機而后慣性運轉(zhuǎn)直到停止。在慣性運轉(zhuǎn)的過程中，在步驟202中借助于所謂的“軟關(guān)閉”功能來進行平緩的慣性運轉(zhuǎn)，方法是由所述發(fā)動機控制儀160來如此觸發(fā)所述可變的進氣閥111到141，從而僅僅達到各個氣缸110到140的很低的充氣水平。同時，在步驟203中實施慣性運轉(zhuǎn)預(yù)測，用于提前確定，哪個氣缸在最終的發(fā)動機停止狀態(tài)中處于哪個沖程中。借助于這種預(yù)測，可以選擇在發(fā)動機停止的時刻將會處于壓縮沖程中的第一氣缸，并且可以選擇在發(fā)動機停止的時刻將會處于作功沖程中的第二氣缸。要是在沒有限制的情況下在圖1中繪出了發(fā)動機停止的時刻，那么所述第一氣缸就是氣缸130并且第二氣缸就是氣缸110。在步驟204中使用這種預(yù)測結(jié)果，用于在對于重新起動來說有利的位置中關(guān)閉柴油機。為此在步驟204中在最終停止之前的最后一個吸氣階段中僅僅比較短促地打開所述第二氣缸110的進氣閥111并且在所述第一氣缸130的最后一個吸氣階段中很長時間地打開該氣缸130的進氣閥131。因而在所述第一氣缸130中存在較高的充氣水平，相反在所述第二氣缸110中僅僅存在較低的充氣水平。最終的停止位置決定性地從所述氣缸110和 130中的壓縮彈簧力中確定，因而所述停止位置將會處于所述第一氣缸130的下死點的附近。利用按本發(fā)明的解決方案，可以以對重新起動來說有利的充氣水平和對重新起動來說合適的起始角來關(guān)閉柴油機100的至少一個氣缸這里是氣缸130。
權(quán)利要求
1.用于關(guān)閉具有至少兩個氣缸(110、120、130、140)的柴油機(100)的方法，其中根據(jù)斷開要求(200)并且在該柴油機(100)慣性運轉(zhuǎn)直至停止的過程中如此觸發(fā)所述至少兩個氣缸(110、120、130、140)中的至少一個第一氣缸(130)和第二氣缸(110)的進氣閥(111、 112、113、114)和/或排氣閥(112、122、132、142)，使得在所述停止的時刻所述第一氣缸 (130)的氣缸充氣水平高于所述第二氣缸(110)的氣缸充氣水平，其中在所述停止的時刻所述第一氣缸(130)處于壓縮沖程中并且所述第二氣缸(110)處于作功沖程中。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中如此設(shè)計所述第一氣缸(130)的氣缸充氣水平和所述第二氣缸(110)的氣缸充氣水平的尺度，使得所述第一氣缸(130)在所述停止的時刻處于其上死點之前的120° KW與180° KW之間。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中借助于慣性運轉(zhuǎn)預(yù)測來確定(203)所述至少兩個氣缸(110、120、130、140)中的哪個氣缸在所述停止的時刻處于壓縮沖程中以及所述至少兩個氣缸(110、120、130、140)中的哪個氣缸在所述停止的時刻處于作功沖程中，以便確定所述第一氣缸(130)和第二氣缸(110)。
4.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述柴油機(100)在慣性運轉(zhuǎn)的過程中如此得到觸發(fā)，從而在所述停止的時刻至少一個氣缸(130)處于壓縮沖程中并且至少一個氣缸(110)處于作功沖程中。
5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述第一氣缸(130)的進氣閥(131)在壓縮沖程之前的吸氣沖程中打開的時間長于優(yōu)選至少雙倍于、三倍于或四倍于所述第二氣缸(110)的進氣閥(111)在作功沖程之前的吸氣沖程中打開的時間。
6.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述內(nèi)燃機(100)在所述停止之后通過所述第一氣缸(130)在第一次達到作功沖程時進行點火而再次起動。
7.計算單元，該計算單元設(shè)置用于實施按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于關(guān)閉具有至少兩個氣缸(110、120、130、140)的柴油機(100)的方法，其中根據(jù)斷開要求并且在該柴油機(100)慣性運轉(zhuǎn)直至停止的過程中如此觸發(fā)所述至少兩個氣缸(110、120、130、140)中的至少第一氣缸(130)和第二氣缸(110)的進氣閥(111、112、113、114)和/或排氣閥(112、122、132、142)，使得在停止的時刻所述第一氣缸(130)的氣缸充氣水平高于所述第二氣缸(110)的氣缸充氣水平，其中在停止的時刻所述第一氣缸(130)處于壓縮沖程中并且所述第二氣缸(110)處于作功沖程中。
文檔編號F02D45/00GK102418618SQ201110310790
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者G·科內(nèi)蒂, S·德策科 申請人:羅伯特·博世有限公司