用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的方法和控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種具有權(quán)利要求1前序部分的特征的用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的方法W及 一種具有權(quán)利要求8前序部分的特征的用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃機(jī)、特別是固定式內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)對參與的構(gòu)件形成大的負(fù)載。在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī) 時(shí)，由輔機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪、起動(dòng)器小齒輪通常曬合到與內(nèi)燃機(jī)的曲軸連接的齒圈內(nèi)并且加速 內(nèi)燃機(jī)直到內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)樣一個(gè)旋轉(zhuǎn)速度，在該旋轉(zhuǎn)速度中該內(nèi)燃機(jī)可W自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。載荷設(shè) 及運(yùn)些機(jī)械部件并且特別設(shè)及輔機(jī)。在電動(dòng)的輔機(jī)的情況下運(yùn)是電繞組和起動(dòng)器蓄電池。
[0003] 與安全有關(guān)的方面是，在起動(dòng)過程期間能燃燒的混合物被累入排氣歧管中并且爆 燃的危險(xiǎn)因此隨著起動(dòng)過程的持續(xù)時(shí)間而增加。
[0004] 因此，由于上述原因而常見的是，通過預(yù)定的時(shí)間來限制起動(dòng)過程的最大允許的 持續(xù)時(shí)間。
[0005] 按照現(xiàn)有技術(shù)的起動(dòng)方法的缺點(diǎn)在于，經(jīng)常發(fā)生不成功的起動(dòng)嘗試、亦即未導(dǎo)致 內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的起動(dòng)嘗試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是，提供一種起動(dòng)方法和一種控制系統(tǒng)，通過該起動(dòng)方法和控制系 統(tǒng)提高起動(dòng)嘗試相對于現(xiàn)有技術(shù)的成功概率。
[0007] 該目的通過一種具有權(quán)利要求1的特征的方法和一種具有權(quán)利要求8的特征的控 制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中限定。
[0008] 在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)嘗試開始之前或開始時(shí)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的和/或輔機(jī)的狀態(tài)計(jì)算和 預(yù)定起動(dòng)時(shí)間，由此實(shí)現(xiàn)：明顯提高起動(dòng)嘗試的成功概率。起動(dòng)嘗試的成功指的是，內(nèi)燃機(jī) 通過起動(dòng)嘗試開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0009] 由此，參與起動(dòng)過程的機(jī)械和電動(dòng)部件更少地受載并且比在按現(xiàn)有技術(shù)的起動(dòng)方 法中達(dá)到更高的壽命，運(yùn)是因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)中不成功的起動(dòng)嘗試比利用按照本發(fā)明的方法 時(shí)的不成功的起動(dòng)嘗試更頻繁。
[0010] 通過考慮內(nèi)燃機(jī)和/或輔機(jī)的狀態(tài)用W確定起動(dòng)時(shí)間而因此確定適應(yīng)于內(nèi)燃機(jī) 和/或輔機(jī)狀態(tài)的起動(dòng)時(shí)間。
[0011] 起動(dòng)時(shí)間相當(dāng)于直到在全部缸體中存在能點(diǎn)火的混合物時(shí)所需的時(shí)間。過長的起 動(dòng)時(shí)間意味著爆燃危險(xiǎn)增加，因?yàn)槲慈紵幕旌衔镄孤┑脚艢馄绻苤?。過短的起動(dòng)時(shí)間可 能導(dǎo)致如下后果：不是全部缸體由能點(diǎn)火的混合物到達(dá)。提出的方法的優(yōu)點(diǎn)在于對于起動(dòng) 過程來說減少爆燃危險(xiǎn)、提高成功概率并且在于減少輔機(jī)和可能蓄電池的負(fù)載，運(yùn)提高它 們的壽命。
[0012] 優(yōu)選可W規(guī)定，如果在起動(dòng)時(shí)間流逝W后內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速未達(dá)到或已超過起動(dòng)轉(zhuǎn) 速，那么中止起動(dòng)嘗試。
[0013] 內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)速是內(nèi)燃機(jī)最早開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速。
[0014] 因此檢驗(yàn)，在達(dá)到預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間W后內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是否實(shí)際上也已達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn) 速。如果在觀察的起動(dòng)嘗試中未達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速，那么中止該起動(dòng)嘗試。起動(dòng)嘗試的中止意 味著至少關(guān)掉輔機(jī)。在中止起動(dòng)嘗試時(shí)進(jìn)一步的合適措施是關(guān)閉燃料供給裝置、例如燃?xì)?閥，使得燃料不被進(jìn)一步抽吸并且被未燒盡地釋放。
[0015]優(yōu)選規(guī)定，根據(jù)死區(qū)容積的大小預(yù)定起動(dòng)時(shí)間。死區(qū)容積理解為存在于燃燒室與 設(shè)置在燃燒室上游的燃料計(jì)量裝置或混合裝置之間的容積。
[0016]在起動(dòng)過程期間必須通過內(nèi)燃機(jī)的各活塞-缸體單元的累送作用來排空死區(qū)容 積，直到各缸體填充有能燃燒的混合物。在多數(shù)活塞-缸體單元未被能燃燒的混合物填充 之前，起動(dòng)過程是不能成功的。因此，在起動(dòng)時(shí)間的測定中考慮死區(qū)容積的大小有助于提高 起動(dòng)嘗試的成功概率。
[0017]特別優(yōu)選地可W規(guī)定，根據(jù)輔機(jī)的轉(zhuǎn)速和/或根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的缸體數(shù)目和/或根據(jù) 各活塞-缸體單元的工作容積和/或根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的容積效率預(yù)定起動(dòng)時(shí)間。
[0018]優(yōu)選設(shè)有一種用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)構(gòu)成為，使得起動(dòng)時(shí)間 在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)嘗試開始之前或開始時(shí)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的和/或輔機(jī)的狀態(tài)被計(jì)算和預(yù)定。
[0019]優(yōu)選可W規(guī)定，如果在起動(dòng)時(shí)間流逝W后內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速未達(dá)到或已超過起動(dòng)轉(zhuǎn) 速，那么起動(dòng)嘗試被中止。
[0020] 此外優(yōu)選可W規(guī)定，所述控制系統(tǒng)構(gòu)成為，使得起動(dòng)時(shí)間根據(jù)死區(qū)容積的大小和/ 或輔機(jī)的轉(zhuǎn)速和/或內(nèi)燃機(jī)的缸體數(shù)目和/或內(nèi)燃機(jī)的各活塞-缸體單元的工作容積和/ 或內(nèi)燃機(jī)的容積效率被預(yù)定。
【附圖說明】
[0021] 接下來通過附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中：
[0022] 圖1示出具有輔機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的示意圖，
[0023] 圖2示出在起動(dòng)過程期間，轉(zhuǎn)速關(guān)于時(shí)間的示意性曲線圖，
[0024] 圖3示出計(jì)算起動(dòng)時(shí)間的圖解視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 圖1W示意圖示出內(nèi)燃機(jī)1，該內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)活塞-缸體單元2。內(nèi)燃機(jī)1的 各活塞-缸體單元2經(jīng)由進(jìn)氣管6被供應(yīng)W燃料-空氣混合物。通過箭頭象征性表示燃 料-空氣混合物流入進(jìn)氣管6中。燃料供給裝置7配給燃料。
[0026]燃料供給裝置7例如可W是燃?xì)饣旌掀?、?jì)量閥或其它通用的用于燃料的供給裝 置。
[0027] 也示出輔機(jī)5(起動(dòng)機(jī)），該輔機(jī)經(jīng)由起動(dòng)器齒圈4連接于內(nèi)燃機(jī)1的曲軸。輔機(jī) 5可W電動(dòng)地或氣動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)。在電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的情況下通常設(shè)有起動(dòng)器蓄電池作為儲(chǔ)能器，在 氣動(dòng)的起動(dòng)機(jī)中壓縮空氣存儲(chǔ)器用作能量儲(chǔ)備。
[0028]在起動(dòng)過程中，輔機(jī)5的小齒輪曬合到起動(dòng)器齒圈4中并且加速內(nèi)燃機(jī)1，直到該 內(nèi)燃機(jī)開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在起動(dòng)過程期間，從進(jìn)氣管6向各活塞-缸體單元2輸送燃?xì)饣蚧?合物。
[0029] 進(jìn)氣管6的位于各活塞-缸體單元2與燃料供給裝置7之間的區(qū)段在本申請中被 稱為死區(qū)容積3。在起動(dòng)過程中必須在通過燃料供給裝置7配給燃料W后、在燃料-空氣混 合物到達(dá)各活塞-缸體單元2之前燃料-空氣混合物必須首先涌進(jìn)死區(qū)容積3。
[0030] 死區(qū)容積3與內(nèi)燃機(jī)1的每轉(zhuǎn)通過量共同導(dǎo)致燃料-空氣混合物向各活塞-缸體 單元2的輸送延遲。運(yùn)導(dǎo)致如下后果：在起動(dòng)過程期間能燃燒的混合物在一定的時(shí)間W后 才存在于各活塞-缸體單元2中。該時(shí)間由各活塞-缸體單元2的通過量、通過輔機(jī)5的 轉(zhuǎn)速所給予的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速W及由死區(qū)容積3的大小得出。用于描述各活塞-缸體單元 的（通過量的）累送作用的合適的標(biāo)準(zhǔn)是容積效率（英：volumetricefficien巧），所述容 積效率表示：在缸體內(nèi)結(jié)束換氣W后提供多少新鮮充氣用W理論上最大可能地填充。
[0031] 起動(dòng)轉(zhuǎn)速越高，越快地抽空死區(qū)容積3。缸體數(shù)目越大，在給定起動(dòng)轉(zhuǎn)速的情況下 越快地抽空死區(qū)容積3。
[0032] 各活塞-缸體單元2的較大的工作容積在給定起動(dòng)轉(zhuǎn)速且給定缸體數(shù)目的情況下 導(dǎo)致死區(qū)容積3的較快的抽空。
[0033] 圖2示出相對于X軸上的時(shí)間t繪制的在Y軸上的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速n的曲線圖。 畫入曲線圖中的是內(nèi)燃機(jī)1在起動(dòng)過程期間的典型的轉(zhuǎn)速變化曲線。因此可看出，在內(nèi)燃 機(jī)1通過輔機(jī)5加速到最大的起動(dòng)器轉(zhuǎn)速rim。,（在運(yùn)里例如每分鐘180轉(zhuǎn)）W后，如此久地 實(shí)施起動(dòng)過程，直到達(dá)到內(nèi)燃機(jī)1的起動(dòng)轉(zhuǎn)速ng。最大的起動(dòng)器轉(zhuǎn)速nm。、由輔機(jī)5的功率、 (在電動(dòng)的輔機(jī)的情況下）起動(dòng)器蓄電池的充電狀態(tài)、油溫和摩擦情況來確定。
[0034] 內(nèi)燃機(jī)1的起動(dòng)轉(zhuǎn)速^是內(nèi)燃機(jī)1最早開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速。
[003引在時(shí)刻t。時(shí)，輔機(jī)5已將內(nèi)燃機(jī)1加速到最大的起動(dòng)器轉(zhuǎn)速nm。,。起動(dòng)時(shí)間t,表 示：在內(nèi)燃機(jī)1開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)并且達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速n,之前，該內(nèi)燃機(jī)被保持在Dm。、多久。
[0036] 最大的起動(dòng)器轉(zhuǎn)速nm。、是內(nèi)燃機(jī)1的在起動(dòng)過程期間輔機(jī)5將該內(nèi)燃機(jī)1保持所 在的轉(zhuǎn)速。一旦內(nèi)燃機(jī)1通過在各活塞-缸體單元2自身中的燃燒而產(chǎn)生功率，內(nèi)燃機(jī)1 就繼續(xù)加速。如果內(nèi)燃機(jī)1通過在各活塞-缸體單元2中的燃燒而達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速rv那么 起動(dòng)器脫開。
[0037] 圖3a和3b示出按照一種實(shí)施例計(jì)算起動(dòng)時(shí)間t,的圖解視圖。
[0038] 為了概念清楚而堅(jiān)持內(nèi)燃機(jī)1是上位概念。所述內(nèi)燃機(jī)包括不同的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)系 列，運(yùn)些發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)系列例如通過活塞-缸體單元2的不同工作容積相區(qū)別。在運(yùn)些發(fā)動(dòng) 機(jī)結(jié)構(gòu)系列內(nèi)又具有不同的型式，運(yùn)些型式通過活塞-缸體單元2的數(shù)目相區(qū)別。一種發(fā) 動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)