WO2012139606A1 - Stelleinrichtung zum variablen einstellen wenigstens eines verdichtungsverhältnisses einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Stelleinrichtung zum variablen einstellen wenigstens eines verdichtungsverhältnisses einer verbrennungskraftmaschine Download PDF

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WO2012139606A1
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compression ratio
adjusting device
internal combustion
operating state
combustion engine
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Martin Bechtold
Jochen Betsch
Klaus Fieweger
Gerd KRÖNER
Markus Lengfeld
Alexander SCHEINDLIN
Dietmar Schröer
Georg Seidel
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Daimler Ag
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio

Definitions

  • the invention relates to an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of an internal combustion engine specified in the preamble of claim 1.
  • DE 10 2007 047 721 A1 discloses a motor control device for setting a variable compression ratio in an engine in an operating range in which a controlled auto-ignition of the engine is feasible.
  • Control device has a memory device in which at least one map is stored and retrievable.
  • map is at least one
  • Specified operating range in which a controlled auto-ignition of the engine is feasible.
  • the respective operating points in this operating range are each assigned a predetermined compression ratio, which from operating point to
  • Operating point can vary, and which is retrievable and adjustable by reaching the respective operating point of the engine control.
  • DE 102 20 598 B3 discloses a method for adjusting the ignition angle to the compression ratio of a spark ignition variable compression ratio engine.
  • a nominal ignition angle is taken from a map obtained during calibration.
  • a corrected ignition angle is obtained from the nominal ignition angle by means of a predetermined correction function of the dependency on the current compression ratio.
  • a transition phase with changing compression ratio is a Zündwinkelreserve to comply with a
  • Safety distance determined by a knock limit Furthermore, from the Nennzündwinkel or from a corrected firing angle for a stationary phase of operation using the firing angle obtained a firing angle for the transition phase.
  • the known methods have further potential to improve the operation of an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of the internal combustion engine.
  • Such an adjusting device serves to set at least one compression ratio of an internal combustion engine, in particular a reciprocating internal combustion engine, a motor vehicle, in particular a passenger car, variable.
  • an internal combustion engine in particular a reciprocating internal combustion engine, a motor vehicle, in particular a passenger car, variable.
  • Internal combustion engine can be operated efficiently with only low fuel consumption.
  • the actuating device can be operated optionally in a first operating state or in at least one second operating state, the operating states having mutually different setting ranges in which the compression ratio can be set.
  • the compression ratio in the adjustment range of the first operation state is adjustable to other values than in the adjustment range of the second operation state.
  • the adjustment range of the first operating state is a total adjustment range.
  • This total adjustment range includes all by means of
  • Actuator possible adjustable compression ratios are.
  • the adjustment range of the second operating state is preferably a subarea of the total adjustment range. This means that all adjustable compression ratios are actually adjustable when the actuator is operated in the first operating state. Becomes In contrast, the adjusting device operated in the second operating state, so only a part of all possible adjustable compression ratios is adjustable. As a result, in the second operating state of the adjusting device, a limitation of the
  • the adjusting device according to the invention thus has a need-based and improved operability, since it makes it possible to restrict their total operating range and thus to be able to operate the internal combustion engine with a lower fuel consumption and thus with low C0 2 emissions. This can lead to the transient behavior of the
  • Combustion engine is slightly deteriorated, i. Load requirements are not implemented immediately and in full, and also reduces the possible engine full load.
  • the engine operating range is thus limited to the high compression ratio areas which offer significant fuel economy benefits.
  • common adjustment values of the compression ratio are higher than the adjustment ranges of common values of the remaining adjustment range (of the total adjustment range) of the first operating state.
  • all possible adjustable compression ratios are actually adjustable by means of the adjusting device, so only the higher and the highest compression ratios are adjustable in the second operating state, while the lower and in particular the lowest compression ratio in the second operating state not are more adjustable.
  • the engine control must ensure that the maximum load of the engine is reduced to avoid knocking the engine.
  • the adjusting device has the task of adapting the compression ratio to thermodynamic requirements of the internal combustion engine.
  • the setting of the compression ratio depends in particular on the speed and the load of the internal combustion engine, for example, by an accelerator pedal of the Motor vehicle is given by a driver this. Especially with a
  • a relatively low compression ratio is set. If the load is reduced in contrast, a higher compression ratio is set. If, as a result of the fluctuation of the accelerator pedal, the renewed requirement of a load which is higher in comparison with this, a relatively low compression ratio is set again in order to realize the required load. If there is thus a high number of load changes, this is conventionally accompanied by a high number of setting operations. That is, the compression ratio is often adjusted to match the internal combustion engine to the required loads
  • the adjusting device according to the invention now makes it possible to limit the total setting range to the second operating state such that only
  • the adjusting device of a person between the operating states is switchable.
  • a corresponding actuator such as a button or other switch, provided by means of which a driver of the Motor vehicle can switch between the operating states.
  • a dynamics of the accelerator pedal is limited.
  • a possible load of the internal combustion engine and thus an enrichment of a fuel-air mixture of the internal combustion engine in contrast to a possible load or a possible enrichment is restricted.
  • the driver may be encouraged to early change from the low gear to a higher gear of a transmission of the motor vehicle, or this may be in an automatic transmission or an automated manual transmission in the
  • the drawing shows in the figure a diagram of a Bacseinstell Schemes in which a variably adjustable compression ratio of a reciprocating engine is variably adjustable by means of a corresponding actuator, wherein a Sectioneinstell Scheme the Baceinstell Schemes is provided, in which only a limited number of possible adjustable compression ratios by means of the adjusting device is adjustable ,
  • the figure shows a total adjustment range 10 of such a control device.
  • the total adjustment range 10 includes all compression ratios or all values of the compression ratio, which by means of the adjusting device in the context of technical Conditions and a corresponding application of the adjusting device and the associated reciprocating internal combustion engine are adjustable.
  • the adjusting device makes it possible to adapt the compression ratio of thermodynamic requirements of the reciprocating internal combustion engine. This adjustment and thus the setting of the compression ratio depends in particular on a load of the reciprocating internal combustion engine, which is predetermined for example by an accelerator pedal and a corresponding position of the accelerator pedal by a driver of the trained example as a passenger car motor vehicle.
  • At low and medium loads of the reciprocating internal combustion engine are preferably high compression ratio, that is high
  • the compression ratio is particularly often set from higher values to lower value, if no appropriate countermeasures are taken.
  • the actuator is not only in a first operating state with the total adjustment range 10 but also in a second operating state operable.
  • the compression ratio within the first operating state In the first operating state, the compression ratio within the first operating state
  • Total setting range 10 and thus be set to all possible by means of the adjusting device adjustable values.
  • the second operating state is assigned a Sectioneinstell Group 12, which, as the figure can be seen, is a partial area of the Baceinstell Schemes 10.
  • the total adjustment range 10 is limited to the Generaleinstell Scheme 12.
  • the second operating state only the the the
  • Compression ratio is preferably set to relatively high values. At the same time, restrictions in a transient behavior of the
  • the driver of the motor vehicle can decide in which of
  • the actuator is operated.
  • a switch in particular a button, arranged in a cockpit of the example designed as a passenger cars motor vehicle by means of which by pressing this can be set by the driver of the first or second operating state.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, wobei die Stelleinrichtung wahlweise in einem ersten Betriebszustand oder in zumindest einem zweiten Betriebszustand betreibbar ist, wobei die Betriebszustände voneinander unterschiedliche Einstellbereiche (10,12) aufweisen, in welchen das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist.

Description

Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Die DE 10 2007 047 721 A1 offenbart eine Motorsteuerungsvorrichtung zum Einstellen eines variablen Verdichtungsverhältnisses bei einem Motor in einem Betriebsbereich, in dem eine kontrollierte Selbstzündung des Motors durchführbar ist. Die
Steuerungsvorrichtung weist eine Speichereinrichtung auf, in welcher wenigstens ein Kennfeld abgespeichert und abrufbar ist. In dem Kennfeld ist wenigstens ein
Betriebsbereich angegeben, in dem eine kontrollierte Selbstzündung des Motors durchführbar ist. Den jeweiligen Betriebspunkten in diesem Betriebsbereich ist jeweils ein vorbestimmtes Verdichtungsverhältnis zugeordnet, das von Betriebspunkt zu
Betriebspunkt variieren kann, und das bei Erreichen des jeweiligen Betriebspunktes von der Motorsteuerung abrufbar und einstellbar ist.
Die DE 102 20 598 B3 offenbart ein Verfahren zum Anpassen des Zündwinkels an das Verdichtungsverhältnis einer fremdgezündeten Kraftmaschine mit veränderlichen Verdichtungsverhältnis. Bei dem Verfahren wird in einer stationären Betriebsphase mit konstantem Verdichtungsverhältnis bei einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in einem Auslegungspunkt mit einem Nennverdichtungsverhältnis ein Nennzündwinkel einem beim Kalibrieren gewonnenen Kennfeld entnommen. Bei einem vom Auslegungspunkt abweichenden Betrieb der Brennkraftmaschine wird ein korrigierter Zündwinkel aus dem Nennzündwinkel mittels einer vorgegebenen Korrekturfunktion der Abhängigkeit von dem aktuellen Verdichtungsverhältnis gewonnen. In einer Übergangsphase mit sich änderndem Verdichtungsverhältnis wird eine Zündwinkelreserve zum Einhalten eines
Sicherheitsabstandes von einer Klopfgrenze bestimmt. Ferner wird aus dem Nennzündwinkel oder aus einem korrigierten Zündwinkel für eine stationäre Betriebsphase mit Hilfe der Zündwinkel ein Zündwinkel für die Übergangsphase gewonnen. Die bekannten Verfahren weisen weiteres Potential auf, den Betrieb einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses an der Verbrennungskraftmaschine zu verbessern.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine derart weiter zu entwickeln, dass ein verbesserter Betrieb der Stelleinrichtung und insbesondere der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Eine solche Stelleinrichtung dient dazu, wenigstens ein Verdichtungsverhältnis einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, variabel einzustellen. Mittels der Stelleinrichtung ist das Verdichtungsverhältnis an thermodynamische
Erfordernisse der Verbrennungskraftmaschine anpassbar, so dass die
Verbrennungskraftmaschine effizient mit einem nur geringen Kraftstoffverbrauch betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Stelleinrichtung wahlweise in einem ersten Betriebszustand oder in zumindest einem zweiten Betriebszustand betreibbar ist, wobei die Betriebszustände voneinander unterschiedliche Einstellbereiche aufweisen, in welchen das Verdichtungsverhältnis einstellbar ist. Mit anderen Worten ist das Verdichtungsverhältnis in dem Einstellbereich des ersten Betriebszustands auf andere Werte einstellbar als in dem Einstellbereich des zweiten Betriebszustands.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Einstellbereich des ersten Betriebszustands um einen Gesamteinstellbereich. Dieser Gesamteinstellbereich umfasst alle mittels der
Stelleinrichtung möglich einstellbaren Verdichtungsverhältnisse. Der Einstellbereich des zweiten Betriebszustands ist dabei bevorzugt ein Teilbereich des Gesamteinstellbereichs. Dies bedeutet, dass alle einstellbaren Verdichtungsverhältnisse auch tatsächlich einstellbar sind, wenn die Stelleinrichtung in dem ersten Betriebszustand betrieben wird. Wird demgegenüber die Stelleinrichtung in dem zweiten Betriebszustand betrieben, so ist nur noch ein Teil aller möglich einstellbaren Verdichtungsverhältnisse einstellbar. Dadurch ist in dem zweiten Betriebszustand der Stelleinrichtung eine Begrenzung des
Gesamteinstellbereichs der Stelleinrichtung gegeben, so dass das Verdichtungsverhältnis nur noch innerhalb eines begrenzten bzw. eingeschränkten Bereichs (der Teilbereich) eingestellt bzw. verstellt werden kann. Dadurch ist es möglich, den Gesamteinstellbereich der Stelleinrichtung auf den Teilbereich der einstellbaren Verdichtungsverhältnisse einzugrenzen, in welchem ein besonders effizienter und kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine möglich ist. Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung weist somit eine bedarfsgerechte und verbesserte Betreibbarkeit auf, da sie es ermöglicht, ihren Gesamtbetriebsbereich einzuschränken und somit die Verbrennungskraftmaschine mit einem geringeren Kraftstoffverbrauch und damit mit geringen C02-Emissionen betreiben zu können. Dies kann dazu führen, dass das instationäre Verhalten des
Verbrennungsmotors etwas verschlechtert wird, d.h. Lastanforderungen nicht unmittelbar und in voller Höhe umgesetzt werden, und auch die mögliche Motorvolllast reduziert wird. Der Motorbetriebsbereich wird also auf die Bereiche mit hohem Verdichtungsverhältnis eingeschränkt, der deutliche Verbrauchsvorteile bietet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass den Einstellbereichen der Betriebszustände gemeinsame einstellbare Werte des Verdichtungsverhältnisses höher sind als den Einstellbereichen nicht gemeinsame Werte des übrigen Einstellbereichs (des Gesamteinstellbereichs) des ersten Betriebszustands. Mit anderen Worten, sind in dem ersten Betriebszustand alle möglich einstellbaren Verdichtungsverhältnisse mittels der Stelleinrichtung auch tatsächlich einstellbar, so sind in dem zweiten Betriebszustand lediglich noch die höheren und die höchsten Verdichtungsverhältnisse einstellbar, während die dazu geringeren und insbesondere das geringste Verdichtungsverhältnis in dem zweiten Betriebszustand nicht mehr einstellbar sind. Gleichzeitig muss die Motorsteuerung dafür sorgen, dass die maximale Last des Verbrennungsmotors so reduziert wird, dass Klopfen des Motors vermieden wird.
Bei einer Verbrennungskraftmaschine mit variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis hat die Stelleinrichtung die Aufgabe, das Verdichtungsverhältnis an thermodynamische Erfordernisse der Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Dadurch ist es mittels der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung möglich, die Verbrennungskraftmaschine effizient und mit nur einem geringen Kraftstoffverbrauch betreiben zu können. Die Einstellung des Verdichtungsverhältnisses hängt dabei insbesondere ab von der Drehzahl und von der Last der Verbrennungskraftmaschine, die beispielsweise durch ein Fahrpedal des Kraftwagens von einem Fahrer dieses vorgegeben wird. Insbesondere bei einem
Personenkraftwagen kann es zu einem besonders ausgeprägten instationären Verhalten der Verbrennungskraftmaschine kommen, in welchem je nach Fahrweise die Pedalstellung des Fahrpedal und damit die Last schnell und häufig schwankt.
Zur Darstellung der geforderten hohen Last wird ein relativ geringes Verdichtungsverhältnis eingestellt. Wird die Last demgegenüber reduziert, wird ein demgegenüber höheres Verdichtungsverhältnis eingestellt. Erfolgt in Folge des Schwankens des Fahrpedals die erneute Anforderung einer demgegenüber höheren Last, so wird wieder ein relativ niedriges Verdichtungsverhältnis eingestellt, um die geforderte Last zu realisieren. Kommt es somit zu einer hohen Anzahl an Lastwechseln, so geht dies herkömmlicherweise mit einer hohen Anzahl an Stellvorgängen einher. Das heißt, dass das Verdichtungsverhältnis häufig verstellt wird, um die Verbrennungskraftmaschine an die geforderten Lasten angepasst wird
Herkömmlicherweise führt somit ein solches dynamisches Fahren bzw. Fahrverhalten mit hohen Lasten und schwankenden Fahrpedal zu vielen Stellvorgängen, insbesondere in Richtung niedriger Verdichtungsverhältnisse ausgehend von dazu höheren
Verdichtungsverhältnissen. Herkömmlicherweise beeinflusst dies den Kraftstoffverbrauch negativ und damit die C02-Emissionen negativ.
Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung ermöglicht es nun, den Gesamteinstellbereich derart in den zweiten Betriebszustand einzugrenzen, dass lediglich
kraftstoffverbrauchsgünstige, insbesondere relativ hohe Verdichtungsverhältnisse, einstellbar sind. Durch das Einschränken des Gesamteinstellbereichs - aber auch der maximal möglichen Last des Verbrennungsmotors - kommt es trotz einer schwankenden Lastanforderung zumindest im Wesentlichen nicht mehr oder wesentlich seltener zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses durch die Stelleinrichtung. Insbesondere wird das Verdichtungsverhältnis nicht oder wesentlich seltener zu relativ
verbrauchsungünstigen Verdichtungsverhältnissen verstellt. Dadurch können der
Kraftstoffverbrauch und damit die C02-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stelleinrichtung von einer Person zwischen den Betriebszuständen umschaltbar. Dabei ist beispielsweise in einem Cockpit des Kraftwagens eine entsprechende Betätigungseinrichtung, beispielsweise ein Knopf oder ein anderweitiger Schalter, vorgesehen, mittels welchem ein Fahrer des Kraftwagens zwischen den Betriebszuständen umschalten kann. Beim Schalten der Stelleinrichtung in den zweiten Betriebszustand wird beispielsweise eine Dynamik des Fahrpedals begrenzt. Ebenso wird eine mögliche Last der Verbrennungskraftmaschine und damit eine Anfettung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches der Verbrennungskraftmaschine im Gegensatz zu einer möglichen Last bzw. einer möglichen Anfettung eingeschränkt. Ferner kann der Fahrer zu einem frühzeitigen Wechseln von dem niedrigen Gang hin zu einem höheren Gang eines Getriebes des Kraftwagens angeregt werden, bzw. dies kann bei einem Automatikgetriebe oder einem automatisierten Schaltgetriebe in der
entsprechenden Schaltstrategie hinterlegt sein. Durch Betätigen der
Betätigungseinrichtung und des Schaltens in den zweiten Betriebszustand der
Stelleinrichtung werden diese kraftstoffverbrauchsreduzierenden Betriebsstrategien mit dem zweiten, kraftstoffverbrauchsreduzierenden Betriebszustand der Stelleinrichtung, der ebenfalls eine kraftstoffverbrauchsreduzierende Betriebsstrategie darstellt, verknüpft.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der Figur ein Schaubild eines Gesamteinstellbereichs, in welchem ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis einer Hubkolbenmaschine mittels einer entsprechenden Stelleinrichtung variabel einstellbar ist, wobei ein Teileinstellbereich des Gesamteinstellbereichs vorgesehen ist, in welchem nur eine begrenzte Anzahl der möglich einstellbaren Verdichtungsverhältnisse mittels der Stelleinrichtung einstellbar ist.
Das Streben, Kraftstoffverbräuche und damit C02-Emissionen von
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen gering zu halten, führt dazu, derartige
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen mit wenigstens einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses der
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen zu versehen.
Die Figur zeigt einen Gesamteinstellbereich 10 einer solchen Stelleinrichtung. Der Gesamteinstellbereich 10 umfasst alle Verdichtungsverhältnisse bzw. alle Werte des Verdichtungsverhältnisses, die mittels der Stelleinrichtung im Rahmen der technischen Gegebenheiten und einer entsprechenden Applikation der Stelleinrichtung und der zugehörigen Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine einstellbar sind. Die Stelleinrichtung ermöglicht es dabei, das Verdichtungsverhältnis an thermodynamische Erfordernisse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Diese Anpassung und damit die Einstellung des Verdichtungsverhältnisses hängt insbesondere von einer Last der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ab, welche beispielsweise durch ein Fahrpedal und eine entsprechende Stellung des Fahrpedals durch einen Fahrer des beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens vorgegeben wird.
Bei niedrigen und mittleren Lasten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine werden bevorzugt hohe Werte des Verdichtungsverhältnisses, das heißt hohe
Verdichtungsverhältnisse eingestellt, um einen besonders geringen Kraftstoffverbrauch und damit geringe C02-Emissionen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu realisieren.
Wird eine demgegenüber hohe Last durch eine entsprechende Stellung des Fahrpedals angefordert, so wird ein dazu geringerer Wert des Verdichtungsverhältnisses eingestellt, damit die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine die geforderte Last bereitstellen und erfüllen kann. Dies geht einher mit einem wenn auch nur geringfügig höheren
Kraftstoffverbrauch.
Hieraus ist es ersichtlich, dass bei besonders instationärer Fahrweise und besonders schwankender Stellung des Fahrpedals häufige Stellvorgänge der Stelleinrichtung durchgeführt werden können, wobei das Verdichtungsverhältnis besonders häufig von höheren Werten hin zu geringeren Wert eingestellt wird, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind.
Um einen unerwünscht hohen Kraftstoffverbrauch und damit unerwünscht hohe
C02-Emissionen in Folge einer solchen schwankenden Fahrweise zu vermeiden oder gering zu halten, ist die Stelleinrichtung nicht nur in einem ersten Betriebszustand mit dem Gesamteinstellbereich 10 sondern auch in einem zweiten Betriebszustand betreibbar. In dem ersten Betriebszustand kann das Verdichtungsverhältnis innerhalb des
Gesamteinstellbereichs 10 und somit auf alle mittels der Stelleinrichtung möglich einstellbaren Werte eingestellt werden.
Dem zweiten Betriebszustand ist ein Teileinstellbereich 12 zugeordnet, welcher, wie der Figur zu entnehmen ist, ein Teilbereich des Gesamteinstellbereichs 10 ist. In dem zweiten Betriebszustand ist der Gesamteinstellbereich 10 auf den Teileinstellbereich 12 eingeschränkt ist. In dem zweiten Betriebszustand sind nur noch die dem
Gesamteinstellbereich 10 und dem Teileinstellbereich 12 gemeinsamen Werte des Verdichtungsverhältnisses einstellbar, welche allesamt höher sind als die Werte des übrigen Gesamteinstellbereichs 10, welche dem Gesamteinstellbereich 10 und dem Teileinstellbereich 12 nicht gemeinsam sind.
Dadurch ist es in dem zweiten Betriebszustand vermieden, dass insbesondere bei der geschilderten schwankenden Fahrweise Verstellungen des Verdichtungsverhältnisses von höheren Werten hin zu demgegenüber unerwünscht niedrigeren Werten durchgeführt werden. Dadurch kann der höhere Kraftstoffverbrauch in Folge der schwankenden Fahrweise vermieden oder in einem sehr geringen Rahmen gehalten werden. Durch die Schaltbarkeit der Stelleinrichtung und insbesondere ihre Betreibbarkeit in dem zweiten Betriebszustand ist eine Betriebsstrategie geschaffen, bei welcher das
Verdichtungsverhältnis vorzugsweise auf relativ hohe Werte eingestellt wird. Gleichzeitig werden Einschränkungen in einem instationären Verhalten der
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine und der Last, insbesondere der Volllast der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine hingenommen.
Bevorzugt kann der Fahrer des Kraftwagens entscheiden, in welchem der
Betriebszustände die Stelleinrichtung betrieben wird. Dazu ist beispielsweise ein Schalter, insbesondere ein Knopf, in einem Cockpit des beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens angeordnet, mittels welchem durch Betätigen dieses der erste oder der zweite Betriebszustand durch den Fahrer eingestellt werden kann.
Bezugszeichenliste
Gesamteinstellbereich Teileinstellbereich

Claims

Patentansprüche
1. Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines
Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stelleinrichtung wahlweise in einem ersten Betriebszustand oder in zumindest einem zweiten Betriebszustand betreibbar ist, wobei die Betriebszustände voneinander unterschiedliche Einstellbereiche (10,12) aufweisen, in welchen das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Einstellbereich (10, 12) des zweiten Betriebszustands ein Teileinstellbereich (12) des Einstellbereichs (10, 12) des ersten Betriebszustands ist.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
den Einstellbereichen (10, 12) der Betriebszustände gemeinsame, einstellbare Werte des Verdichtungsverhältnisses höher sind als den Einstellbereichen (10, 12) nicht-gemeinsame Werte des übrigen Einstellbereichs (10, 12) des ersten
Betriebszustands.
4. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Einstellbereich (10, 12) des ersten Betriebszustands ein Gesamteinstellbereich (10) der Stelleinrichtung ist, in welchem alle mittels der Stelleinrichtung möglich einzustellenden Werte des Verdichtungsverhältnisses einstellbar sind.
5. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Einstellbereich (10, 12) des zweiten Betriebszustands höhere Werte des Verdichtungsverhältnisses einstellbar sind als in dem Einstellbereich (10, 12) des ersten Betriebszustands.
6. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stelleinrichtung von einer Person zwischen den Betriebszuständen umschaltbar ist.
7. Verfahren zum Betreiben einer Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2011/006120 2011-04-15 2011-12-07 Stelleinrichtung zum variablen einstellen wenigstens eines verdichtungsverhältnisses einer verbrennungskraftmaschine WO2012139606A1 (de)

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