DE10115969B4 - Method for determining a quantity of fuel supplied during a starting process of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem die zugeführte Kraftstoffmenge um einen Startmengenfaktor (Fi) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine in zwei Startphasen mit einer beliebigen Anzahl einzelner Einspritzvorgänge (i) gegliedert ist und für jeden Einspritzvorgang (i) ein Startmengenfaktor (Fi) bestimmt wird,
(b) der Startmengenfaktor (Fi) in jedem neuen Einspritzvorgang (i) der ersten Startphase vermindert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine durch eine Hochlauferkennung (HE) angezeigt wird, wobei eine Höhe des Startmengenfaktors (Fi) während der ersten Startphase in Abhängigkeit von einer Motortemperatur (TM), einer Höhe eines zuvor festgelegten Startmengenfaktors (Fi-1), einer Zylinderzahl (Z) und/oder einem historischen Verlauf (τ) vorhergehender Startvorgänge festgelegt und die Dauer eines Überwachungsintervalls (dt1) der ersten Startphase durch die Motortemperatur (TM), die Zylinderanzahl (z) und/oder einer von einer Starter-Solldrehzahl abhängigen Zeitschwelle (y) bestimmt wird,
(c) der Startmengenfaktor (Fi) in jedem neuen...Method for determining a quantity of fuel supplied during a starting process of an internal combustion engine, in which the supplied fuel quantity is changed by a starting quantity factor (F i ), characterized in that
(A) the starting operation of the internal combustion engine is divided into two start phases with an arbitrary number of individual injection events (i) and for each injection process (i) a start quantity factor (F i ) is determined,
(b) decreasing or maintaining the starting amount factor (F i ) in each new injection operation (i) of the first starting phase until a successful startup of the internal combustion engine is indicated by a run-up detection (HE), wherein a magnitude of the starting quantity factor (F i ) during the first start phase in dependence on an engine temperature (T M ), a height of a predetermined start quantity factor (F i-1 ), a cylinder number (Z) and / or a historical history (τ) of previous starting operations and the duration of a monitoring interval (dt 1 ) of the first starting phase is determined by the engine temperature (T M ), the number of cylinders (z) and / or a time threshold (y) dependent on a starter setpoint speed,
(c) the starting quantity factor (F i ) in each new ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Ferner betrifft sie Verwendungen des Verfahrens nach den Ansprüchen 17 und 18.The The invention relates to a method for determining a quantity of fuel supplied during one Starting process of an internal combustion engine with the in the preamble of claim 1 features. It also relates to uses the method according to the claims 17 and 18.
Ein Kaltstart oder ein Startvorgang bei niedrigen Motortemperaturen erfordert unter anderem besondere steuerungstechnische Maßnahmen im Bereich der Kraftstoffzufuhr. Der Startvorgang lässt sich dabei in einzelne Phasen gliedern. Zunächst wird der Anlasser auf eine Mindestdrehzahl beschleunigt. Nach dem Erreichen der Mindestdrehzahl wird eine Kraftstoffmenge bereitgestellt, die im Vergleich zu Kraftstoffmengen unter Betriebstemperaturen deutlich angehoben ist. Diese Anhebung endet üblicherweise mit oder kurz nach dem Beginn des Hochlaufs der Verbrennungskraftmaschine auf eine Soll-Leerlaufdrehzahl.One Cold start or a startup at low engine temperatures requires, inter alia, special control measures in the area of fuel supply. The boot process can be here break down into individual phases. First the starter is accelerated to a minimum speed. After this Reaching the minimum speed, an amount of fuel is provided, compared to fuel quantities under operating temperatures is clearly raised. This increase usually ends with or shortly after the start of the run-up of the internal combustion engine a target idling speed.
Ein Grundproblem beim Startvorgang sowohl bei fremdgezündeten, insbesondere direkteinspritzenden, Verbrennungskraftmaschinen (Ottomotoren) als auch bei selbstzündenden Motoren (Diesel) ist die Benetzung der Brennraumwände, der Ventile, des Kolbenbodens und des Saugrohrs mit einem Kraftstofffilm. Dieser, auch als Wandfilmproblematik bekannte Nachteil zeigt sich, beispielsweise bei einer Direkteinspritzung, in der Tendenz des eingespritzten Kraftstoffes, sich an dem Kolbenboden, auf den der Einspritzstrahl üblicherweise gerichtet ist, abzuschlagen. Infolgedessen werden wesentliche Anteile der angesaugten oder eingespritzten Kraftstoffmenge bei den ersten Zündungen des Motors nicht verbrannt, da sie wegen des in der Umgebung noch kalten Motors nicht verdampfen können. Somit wird im Allgemeinen zu viel Kraftstoff bereitgestellt, was zur Folge hat, dass ein Abgas während des Startvorganges erheblich erhöhte Anteile an nicht oder unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen enthält. Da auch die zur Konvertierung der unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffe im Abgasstrang angeordneten Katalysatorsysteme in der Regel noch nicht ihre Mindestbetriebstemperatur erreicht haben, steigt eine Gesamtemission des Kraftfahrzeugs, so dass die Einhaltung gesetzlicher Schadstoffgrenzen erschwert wird.One Basic problem during the starting process both in spark-ignited, in particular direct-injection internal combustion engines (gasoline engines) as well as self-igniting Engines (Diesel) is the wetting of the combustion chamber walls, the valves, the piston crown and the suction tube with a fuel film. This, also known as wall film problem drawback shows up, for example in a direct injection, in the tendency of the injected fuel, on the piston crown, to which the injection jet usually is aimed to cut off. As a result, substantial portions become the amount of fuel sucked or injected at the first ignitions the engine was not burned because of it in the environment yet cold engine can not evaporate. Thus, generally too much fuel is provided, which is As a result, an exhaust gas during significantly increased the starting process Shares in not or incomplete contains burnt hydrocarbons. As well as the conversion the incomplete burned hydrocarbons in the exhaust system arranged catalyst systems usually not yet reached their minimum operating temperature have a total emission of the motor vehicle increases, so that the Compliance with legal pollutant limits is difficult.
Die Problematik wird noch dadurch verstärkt, dass bei den herkömmlichen Lösungen die Anhebung der Kraftstoffzufuhr während des Startvorganges auf Kraftstoffe mit besonders schlechten Starteigenschaften, das heißt mit niedrigem Dampfdruck bei Ottomotoren und/oder niedriger Zündwilligkeit bei Dieselkraftstoffen, abgestimmt wird. Bekannte Lösungen sehen bisher lediglich vor, einen Startmengenfaktor in Abhängigkeit von der Motortemperatur oder Motordrehzahl zu beeinflussen. Der Startmengenfaktor wird beispielsweise mit steigender Motortemperatur herabgesetzt. Der Faktor und die Charakteristik der anschließenden Rücknahme des Startmengenfaktors orientieren sich im Wesentlichen an den Kraftstoffeigenschaften und sind demnach auf geringe Kraftstoffqualitäten ausgelegt. Normalerweise sind jedoch für im Verkehr befindliche Kraftfahrzeuge bessere Kraftstoffqualitäten erhältlich.The Problem is compounded by the fact that in the conventional solutions increasing the fuel supply during the starting process Fuels with particularly poor starting properties, that is with low Vapor pressure in gasoline engines and / or low ignition in diesel fuels, is agreed. Known solutions So far only provide a starting quantity factor depending on influenced by the engine temperature or engine speed. Of the Starting quantity factor, for example, with increasing engine temperature reduced. The factor and the characteristic of the subsequent withdrawal The starting quantity factor is essentially based on the fuel properties and are therefore designed for low fuel qualities. Usually are however for In-vehicle motor vehicles have better fuel qualities available.
Ein weiteres Problem ist das Auftreten von unerwünschten Drehzahlüberschwingern über die vorgegebene Leerlaufdrehzahl. Derartige Übersteuerungen treten beim Startvorgang durch Vorgabe zu hoher Startmengenfaktoren auf und führen zu einem unnötigen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs und einer Erhöhung der Gesamtemission der Verbrennungskraftmaschine.One Another problem is the occurrence of undesirable speed overshoots over the given Idle speed. Such overrides occur during startup by default to high starting amount factors up and lead to an unnecessary Increase in fuel consumption and increase in total emissions Internal combustion engine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten bedarfsgerechten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung zu stellen, mit dem die genannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll durch eine verbesserte geregelte Anpassung des Startmengenfaktors an die tatsächlichen Verhältnisse ein schneller und gleichmäßiger Startvorgang sichergestellt werden. Damit einhergehend soll die Gesamtemission des Kraftfahrzeugs reduziert und das Auftreten von Drehzahlüberschwingern vermieden werden.task The present invention is therefore a method of detection a supplied needs-based Fuel quantity during a starting process of an internal combustion engine available to overcome the mentioned disadvantages of the prior art can be. In particular, it should be improved by a regulated adaptation of the Starting quantity factor to the actual conditions a fast and smooth startup process be ensured. This should be accompanied by the total emissions of the motor vehicle and reduces the occurrence of speed overshoots be avoided.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
- (a) der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine in zwei Startphasen mit einer beliebigen Anzahl einzelner Einspritzvorgänge gegliedert ist und für jeden Einspritzvorgang ein Startmengenfaktor bestimmt wird,
- (b) der Startmengenfaktor in jedem neuen Einspritzvorgang der ersten Startphase vermindert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine durch eine Hochlauferkennung angezeigt wird,
- (c) der Startmengenfaktor in jedem neuen Einspritzvorgang der sich anschließenden, zweiten Startphase verändert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Erreichen einer Leerlaufdrehzahl beispielsweise durch eine Leerlauferkennung angezeigt wird (erfolgreicher Motorstart), und
- (d) der Startmengenfaktor nach erfolgreichem Motorstart zurückgenommen wird oder andere Motorsteuerungsfunktionen die Anforderung einer Gemischanreicherung übernehmen.
- (a) the starting process of the internal combustion engine is divided into two starting phases with an arbitrary number of individual injection processes and a starting quantity factor is determined for each injection process,
- (b) reducing or maintaining the starting amount factor in each new injection operation of the first starting phase until a successful startup of the internal combustion engine is indicated by a run-up detection,
- (c) changing or maintaining the starting amount factor in each new injection operation of the subsequent second start phase until a successful achievement of an idling speed is indicated, for example, by an idle detection (successful engine start), and
- (d) the starting quantity factor is withdrawn after successful engine start, or other engine control functions accept the request for mixture enrichment.
Damit werden in der Regel während des Startvorganges geringere Kraftstoffmengen zugeführt. Im Resultat ist die Wandfilmbildung reduziert und die Gesamtemission des Kraftfahrzeugs wird gesenkt. Durch die erfindungsgemäße Durchführung des Startvorgangs lassen sich Übersteuerungen, die zu Drehzahlüberschwingern führen, wirkungsvoll verhindern.In order to are usually during the startup process supplied smaller amounts of fuel. in the As a result, the wall film formation is reduced and the total emission of the motor vehicle is lowered. By the implementation of the invention Startup can be overrides, to speed overshoots to lead, effectively prevent.
Gemäß dem Verfahren erfolgt eine Bestimmung der Höhe eines Startmengenfaktors während der ersten Startphase in Abhängigkeit von der Motortemperatur, einer Höhe eines zuvor festgelegten Startmengenfaktors, einer Zylinderzahl und/oder einem historischen Verlauf vorhergehender Startvorgänge. Letzteres hat den Vorteil, ein beispielsweise mit zunehmender Betriebsdauer der Verbrennungskraftmaschine auftretendes Driften des Startmengenfaktors zu Beginn des Startvorgangs frühzeitig zu kompensieren. So können beispielsweise alterungsbedingte allmähliche Erhöhungen des Startmengenfaktors mitberücksichtigt werden, so dass sich der Startvorgang nicht unnötig in die Länge zieht. Auf der anderen Seite können durch die Berücksichtigung des historischen Verlaufs vorhergehender Startvorgänge auch Übersteuerungsphänomene zurückgedrängt werden, indem gegebenenfalls eine Absenkung der zur Verfügung gestellten Kraftstoffmenge durch Vorgabe niedrigerer Startmengenfaktoren erfolgt. Die Berücksichtigung vorhergehender Startzyklen bei der Festlegung des aktuellen Startmengenfaktors birgt den Vorteil, dass ein Beginn des Hochlaufens der Verbrennungskraftmaschine sehr viel gleichmäßiger durchführbar ist und bekannten Fehlerquellen frühzeitig entgegengewirkt werden kann.According to the procedure a determination of the height is made a starting quantity factor during the first starting phase depending on from the engine temperature, a height a predetermined starting quantity factor, a number of cylinders and / or a historical history of previous starts. The latter has the advantage, for example, with increasing operating time the internal combustion engine drifting occurring the starting quantity factor at the beginning of the boot process early to compensate. So can for example, age-related gradual increases in the starting quantity factor taken into account so that the boot process does not unnecessarily lengthen. On the other hand you can by considering the historical course of previous take-offs also suppression phenomena are pushed back, by optionally lowering the amount of fuel provided Specification of lower starting quantity factors. The consideration previous start cycles when setting the current start quantity factor has the advantage that a start of the acceleration of the internal combustion engine much more uniformly feasible and known sources of error early can be counteracted.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn der Startmengenfaktor während der ersten Startphase bei Motortemperaturen im Bereich von 15 bis 30°C um 10 bis 70%, insbesondere 20 bis 50%, gemindert wird. Damit ist die Minderung des den Wert 1 übersteigenden Anteils des Startmengenfaktors gemeint. Im Stand der Technik liegt dieser Startmengenfaktor für direkteinspritzende Vier-Zylinder-Ottomotoren mit 1,4 bis 1,6 Litern Hubraum bei 2,3 bis 3,3. Bei einem Startmengenfaktor von 2,6 würde somit ein gemäß der Erfindung um 30% reduzierter Startmengenfaktor den Wert 2,6 – 0,3·(2,6 – 1) = 2,12 annehmen. Eine solche Steuerung führt erfahrungsgemäß bei Kraftstoffen handelsüblicher Qualität immer noch zu einem schnellen und gleichmäßigen Hochlaufen und verringert die Gefahr von Drehzahlüberschwingern über die Leerlaufdrehzahl hinaus. Bei sehr niedrigen Starttemperaturen (–50 bis –10°C) ist es bevorzugt, den Startmengenfaktor gegenüber dem Stand der Technik gar nicht oder nur bis zu einem Umfang von 10 % zu mindern. In gleicher Weise wird bevorzugt bei Motortemperaturen im Bereich von 50 bis 100°C verfahren. Dies soll bei niedrigen Temperaturen ein Mindestmaß an zugeführter Kraftstoffmenge sichern beziehungsweise bei hohen Starttemperaturen ein unnötig hohes Abfallen des bereits sehr niedrigen Startmengenfaktors verhindern.It has also proved to be advantageous when the starting quantity factor while the first starting phase at engine temperatures in the range of 15 to 30 ° C around 10 to 70%, in particular 20 to 50%, is reduced. This is the Reduction of the value exceeding 1 Share of the starting quantity factor meant. In the prior art this start quantity factor for Direct-injection four-cylinder gasoline engines with 1.4 to 1.6 liters Displacement at 2.3 to 3.3. At a starting amount factor of 2.6 would thus a according to the invention 30% reduced starting flow factor 2.6 - 0.3 · (2.6 - 1) = 2.12 accept. Such a control leads experience with fuels commercial quality always still to a fast and steady run up and down the danger of overspeeding over the Idle speed addition. At very low starting temperatures (-50 to -10 ° C) it is preferably, the starting amount factor over the prior art even not or only to a degree of 10% to reduce. In the same way is preferably at engine temperatures in the range of 50 to 100 ° C method. This should at low temperatures a minimum amount of fuel supplied secure or unnecessarily high at high starting temperatures Prevent falling of the already very low starting quantity factor.
Die Dauer der Überwachungsintervalle während der ersten Startphase wird durch die Motortemperatur, die Zylinderzahl und/oder einer von der Starter-Solldrehzahl abhängigen Zeitschwelle bestimmt. Die Dauer des Überwachungsintervalls während der zweiten Startphase wird durch die Dauer des Überwachungsintervalls der ersten Startphase und die Anzahl der Einspritzvorgänge vom Startbeginn bis zum Ende der ersten Startphase bestimmt. Auch diese Maßnahmen unterstützen ein schnelles und gleichmäßiges Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine. Die zugeführte Kraftstoffmenge kann besonders genau den tatsächlichen Bedürfnissen während des Startvorganges angepasst werden und die Wandfilmbildung wird weitestgehend zurückgedrängt.The Duration of the monitoring intervals while the first starting phase is determined by the engine temperature, the number of cylinders and / or one of the starter setpoint speed dependent time threshold determined. The Duration of the monitoring interval while The second start phase is determined by the duration of the monitoring interval of the first Starting phase and the number of injections from start to finish End of the first start phase determined. These measures too support a fast and steady startup the internal combustion engine. The amount of fuel supplied can be especially exactly the actual needs while be adapted to the starting process and the wall film formation is pushed back as far as possible.
Eine Höhe des Startmengenfaktors während der zweiten Startphase wird in Abhängigkeit von einer Abweichung der Leerlaufdrehzahl zur aktuellen Motordrehzahl, einer aktuellen Motordrehzahländerung, einem Verlauf der Drehzahländerung seit Startbeginn und/oder eines vorhergehenden Startmengenfaktors festgelegt. Damit soll der Tatsache Rechnung getragen werden, dass nach der ersten zumindest teilweise ablaufenden Verbrennung, bei der der eingespeiste Kraftstoff zumindest zu 30% am Verbrennungsvorgang teilnimmt, die Bauteiltemperaturen rasch ansteigen. In der Folge dampft zunehmend der Kraftstoffwandfilm ab und nimmt an der Verbrennung und Momentenbildung teil. Daher kann insbesondere der Startmengenfaktor zurückgenommen werden, wenn die Drehzahländerung höher als eine Sollvorgabe ist oder die Motordrehzahl bereits nahe bei der Leerlaufdrehzahl liegt. Andererseits kann der Startmengenfaktor angehoben werden, wenn die Drehzahländerung niedriger als eine Sollvorgabe ist, um eine Startverzögerung oder gar einen Startabbruch zu unterbinden. Eine Charakteristik der Änderung des Startmengenfaktors kann auch durch die Berücksichtigung vorhergehender Startmengenfaktoren unter dem Gesichtspunkt einer möglichst gleichmäßigen und schnellen Beendigung des Startvorgangs durchgeführt werden.An amount of the starting quantity factor during the second starting phase is determined as a function of a deviation of the idling speed from the current engine speed, a current engine speed change, a course of the speed change since the start of the start and / or a previous starting quantity factor. This should take into account the fact that after the first at least partially expiring combustion in which the injected fuel at least 30% participates in the combustion process, the component temperatures increase rapidly. As a result, increasingly evaporates the fuel wall film and participates in the combustion and torque formation. Therefore, in particular, the starting amount factor can be reduced if the speed change is higher than a target value or the engine speed is already close to the idling speed. On the other hand, the starting amount factor may be increased when the speed change is lower than a target value, to a start delay or even a start break to prevent. A characteristic of the change of the starting quantity factor can also be carried out by taking into account previous starting quantity factors from the viewpoint of the most uniform and rapid termination of the starting process.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Startmengenfaktor durch Vorgabe eines maximalen Startmengenfaktors begrenzt wird. Der maximale Startmengenfaktor kann insbesondere in Abhängigkeit von Parametern wie der Motortemperatur, der Anzahl an Motorumdrehungen und der verstrichenen Zeit seit Beginn des Startvorganges, der bereits zugeführten Kraftstoffmenge und/oder der Motordrehzahl festgelegt werden. Durch die Begrenzung des Startmengenfaktors wird ebenfalls ein Übersteuern und/oder ein ”Absaufen” des Motors vermieden.Farther It is preferred that the starting quantity factor by specifying a maximum Start quantity factor is limited. The maximum starting quantity factor in particular depending of parameters such as the engine temperature, the number of engine revolutions and the elapsed time since starting the booting process already amount of fuel supplied and / or engine speed. By the limitation the starting quantity factor also becomes an oversteer and / or a "run-down" of the engine avoided.
Weiterhin ist bevorzugt, wenn in der ersten Startphase
- (a) während der ersten z Einspritzvorgänge ein Startmengenfaktor ausgegeben wird, wobei z der Zylinderzahl der Verbrennungskraftmaschine entspricht,
- (b) während der nachfolgenden x Einspritzvorgänge ein gegenüber den ersten z Einspritzvorgängen abgesenkter Startmengenfaktor ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung angezeigt wird,
- (c) während der nachfolgenden zumindest z Einspritzvorgänge ein gegenüber den ersten z Einspritzvorgängen angehobener Startmengenfaktor ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung angezeigt wird und
- (d) während der nachfolgenden Einspritzvorgänge ein gegenüber (c) abgesenkter Startmengenfaktor ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung angezeigt wird.
- (a) a starting quantity factor is output during the first z injection processes, where z corresponds to the number of cylinders of the internal combustion engine,
- (b) during the following x injection processes, a starting quantity factor reduced compared to the first z injection events is output, as long as no run-up detection is indicated,
- (C) during the subsequent at least z injection events, a starting quantity factor raised in relation to the first z injection events is output as long as no run-up detection is indicated and
- (D) during the subsequent injection events a compared with (c) lowered starting quantity factor is output as long as no run-up detection is displayed.
Bevorzugt ist insbesondere, dass x zwischen dem 0,25-Fachen und dem 2-Fachen der Zylinderzahl liegt, insbesondere das 0,4- bis 0,7-Fache der Zylinderzahl beträgt. Auf diese Weise kann der Startmengenfaktor gegenüber der herkömmlichen Verfahrensführung noch weiter abgesenkt werden.Prefers in particular, x is between 0.25 times and 2 times the number of cylinders is, in particular 0.4 to 0.7 times the number of cylinders is. In this way, the starting amount factor over the conventional process management be lowered even further.
Das Verfahren findet vorzugsweise dann Anwendung, wenn die Verbrennungskraftmaschine ein Ottomotor, insbesondere ein direkteinspritzender Ottomotor, ist. Bevorzugt ist die Verwendung des Verfahrens auch bei selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen (Diesel).The Method is preferably used when the internal combustion engine a gasoline engine, in particular a direct injection gasoline engine, is. Preferably, the use of the method is also in self-igniting Internal combustion engines (diesel).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the remaining dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert.The Invention will be described below in embodiments with reference to a associated Drawing closer explained.
Die einzige Figur zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm, wie es zur Steuerung eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine genutzt werden kann. Der Startvorgang ist in zwei unterschiedliche Startphasen gegliedert, die ihrerseits in eine beliebige Anzahl von Einspritzvorgängen i aufteilbar sind. Um eine erste erfolgreiche Zündung bei den noch niedrigen Motortemperaturen TM zu erreichen, wird eine zugeführte Kraftstoffmenge um einen Startmengenfaktor Fi erhöht. Die notwendigen Mittel zur Durchführung der Anhebung bei Verbrennungskraftmaschinen sind bekannt. Insbesondere sind steuerbare Einspritzsysteme für selbstzündende oder fremdgezündete Motoren bekannt, mit denen die Kraftstoffzufuhr zumindest quantitativ steuerbar ist. Eine Koordination einzelner, am Startvorgang beteiligter Aggregate kann in bekannter Weise über ein Motorsteuergerät erfolgen.The single FIGURE shows a schematic flow diagram, as it can be used to control a starting process of an internal combustion engine. The starting process is divided into two different starting phases, which in turn can be divided into any number of injection operations i. In order to achieve a first successful ignition at the still low engine temperatures T M , an amount of fuel supplied is increased by a starting amount factor F i . The necessary means for carrying out the increase in internal combustion engines are known. In particular, controllable injection systems for self-igniting or spark-ignited engines are known with which the fuel supply is at least quantitatively controllable. Coordination of individual, participating in the starting process units can be done in a known manner via an engine control unit.
Nach dem Start wird der Motor zunächst durch den Anlasser beschleunigt, bis ein erster Schwellenwert für die Motordrehzahl n erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt wird die Kraftstoffzufuhr durch Einspritzen aufgenommen. Mit dem Erreichen dieses ersten Schwellenwertes wird die Kraftstoffzufuhr freigegeben und zwar derart, dass zunächst ein erster, niedriger Startmengenfaktor Fi vorgegeben wird. Mit Beginn dieses ersten Einspritzvorganges (i = 1) wird auch ein erstes Überwachungsintervall dt1 gestartet. In dem Überwachungsintervall dt1 wird mittels einer Hochlauferkennung HE überprüft, ob bereits ein erfolgreiches Hochlaufen des Motors feststellbar ist. Eine solche, an sich bekannte Hochlauferkennung verfolgt eine Drehzahländerung in einem vorgegebenen Zeitintervall. Übersteigt die Drehzahländerung einen vorgebbaren Schwellenwert für die Motordrehzahl n, so wird ein erfolgreiches Hochlaufen des Motors fingiert.After starting, the engine is first accelerated by the starter until a first threshold for the engine speed n is reached. From this point the fuel supply is absorbed by injection. When this first threshold value is reached, the fuel supply is released in such a way that initially a first, low starting quantity factor F i is specified. With the beginning of this first injection process (i = 1), a first monitoring interval dt 1 is also started. In the monitoring interval dt 1 is checked by means of a run-up detection HE whether already a successful run-up of the engine is detected. Such, known per se ramp-up detection tracks a speed change in a predetermined time interval. If the speed change exceeds a specifiable threshold for the engine speed n, then a successful startup of the engine is faked.
Der Startmengenfaktor Fi des jeweiligen Einspritzvorganges i ist in seiner Höhe abhängig von der Motortemperatur TM und dem gegebenenfalls vorhergehenden Startmengenfaktor Fi-1. Insbesondere bei der Festlegung eines ersten Startmengenfaktors Fi (mit i = 1) hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen historischen Verlauf τ vorhergehender Startvorgänge mit zu berücksichtigen. Wurde beispielsweise in den vorhergehenden Startvorgängen bereits unmittelbar mit Beginn der ersten Startphase ein Hochlaufen des Motors angezeigt, so ist es sinnvoll, den Startmengenfaktor Fi zu mindern. Auf diese Weise kann ein Einfluss wechselnder Kraftstoffqualitäten und ein mit zunehmendem Fahrzeugleben auftretendes Driften der im Startvorgang wichtigen Parameter frühzeitig kompensiert werden.The starting quantity factor F i of the respective injection process i is dependent on the engine temperature T M and the possibly preceding start quantity factor F i-1 in terms of its height. In particular, when establishing a first starting quantity factor F i (with i = 1), it has proved to be advantageous to take into account a historical course τ of preceding starting operations. If, for example, a startup of the engine has already been indicated in the preceding start-up processes directly at the beginning of the first start phase, then it makes sense to reduce the start quantity factor F i . In this way, an influence of changing fuel qualities and a drifting of the parameters important in the starting process can be compensated for at an early stage with increasing vehicle life.
Für jeden neuen Einspritzvorgang i wird der Startmengenfaktor Fi neu in oben genannter Weise bestimmt. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Startmengenfaktor Fi für die ersten z Einspritzvorgänge – wobei z einer Zylinderzahl Z entspricht – konstant zu halten und erst anschließend eine Absenkung des Startmengenfaktors Fi vorzunehmen.For each new injection process i, the starting quantity factor F i is newly determined in the manner mentioned above. It has proved to be particularly advantageous to set the starting quantity factor F i for the first z in spraying operations - where z corresponds to a cylinder number Z - to keep constant and only then make a reduction of the starting quantity factor F i .
Bei Motortemperaturen im Bereich von 15 bis 30°C kann ein besonders gleichmäßiger und mit geringem Kraftstoffverbrauch und Gesamtemission verbundener Startvorgang durchgeführt werden, wenn der Startmengenfaktor Fi in der ersten Startphase um 10 bis 70%, insbesondere um 20 bis 50%, gemindert wird. Bei sehr niedrigen Temperaturen, insbesondere im Bereich von –50 bis –100°C, wird der Startmengenfaktor Fi nur um 0 bis 10% gemindert, um ein Anspringen des Motors sicherzustellen. Unter Temperaturen von 50 bis 100°C wird eine sehr niedrige Fakturierung gewählt, bei der der Startmengenfaktor Fi auf einen Umfang von 0 bis 10% beschränkt ist.At engine temperatures in the range of 15 to 30 ° C, a particularly uniform and associated with low fuel consumption and total emission starting process can be performed when the starting amount factor F i in the first start phase by 10 to 70%, in particular by 20 to 50%, is reduced. At very low temperatures, in particular in the range of -50 to -100 ° C, the starting amount factor F i is reduced by only 0 to 10% in order to ensure starting of the engine. At temperatures of 50 to 100 ° C, a very low billing is chosen, in which the starting quantity factor F i is limited to a range of 0 to 10%.
Ein besonders günstiger und emissionsarmer Motorstart ist dadurch gekennzeichnet, dass spätestens mit dem (z + 1)-sten Einspritzvorgang der Hochlauf einsetzt. Es ist daher vorteilhaft, nach den ersten z Einspritzvorgängen zunächst für eine Anzahl von x weiteren Einspritzvorgängen einen abgesenkten Startmengenfaktor Fi vorzusehen. Ideal sind für x Werte zwischen 0,25·z und 2·z, insbesondere 0,4 bis 0,7·z. Tritt bis zum (z + x)-sten Einspritzvorgang kein Hochlauf ein, so wird ab dem (z + x + 1)-sten Einspritzvorgang ein gegenüber Fi (mit i ≤ z) deutlich angehobener Startmengenfaktor Fi berechnet. Damit wird sichergestellt, dass auch bei ungünstigen Kraftstoffen beziehungsweise schlechtem Motorzustand ein Hochlauf eingeleitet werden kann. Es kann ferner vorgesehen werden, nach insgesamt d Einspritzvorgängen erneut eine Absenkung des Startmengenfaktors Fi von seinem dann höheren Niveau aus vorzusehen, wobei d einen Wert zwischen z + x + 1 und z + x + z + x annehmen kann.A particularly favorable and low-emission engine start is characterized in that at the latest with the (z + 1) -sten injection process starts the run-up. It is therefore advantageous, after the first z injection processes, to initially provide a lowered start quantity factor F i for a number of x further injection events. Ideal values for x are between 0.25 · z and 2 · z, in particular 0.4 to 0.7 · z. If no run-up occurs until the (z + x) -st injection process, starting from the (z + x + 1) -th injection process, a start quantity factor F i which is significantly increased compared to F i (with i ≦ z) is calculated. This ensures that a run-up can be initiated even with unfavorable fuels or poor engine conditions. It may further be provided, after a total of d injection operations, again to provide a lowering of the starting quantity factor F i from its then higher level, wherein d may assume a value between z + x + 1 and z + x + z + x.
Die Anhebung kann während des gesamten Startvorganges durch Vorgabe eines maximalen Startmengenfaktors begrenzt werden. Der maximale Startmengenfaktor soll eine übermäßige Wandfilmbildung verhindern und kann in Abhängigkeit von der Motortemperatur TM, einer Anzahl an Motorumdrehungen beziehungsweise Einspritzvorgängen seit Beginn des Startvorganges, einem Zeitintervall seit Beginn des Startvorganges, einer bereits zugeführten Kraftstoffmenge und/oder der Motordrehzahl n bestimmt werden.The increase can be limited during the entire starting process by specifying a maximum starting quantity factor. The maximum starting amount factor is intended to prevent excessive wall film formation and may be determined as a function of the engine temperature T M , a number of engine revolutions or injection events since the start of the starting process, a time interval since the start of the starting process, an already supplied fuel quantity and / or the engine speed n.
Wird nach einer vorgebbaren maximalen Anzahl i1,max von Einspritzvorgängen kein Hochlauf erkannt, so ist es vorteilhaft, den Startvorgang zur Schonung von Batterie und Startanlage abzubrechen. Die maximale Anzahl i1,max der Einspritzvorgänge wird in Abhängigkeit von einer zuvor ermittelten Dauer des Überwachungsintervalls dt1 ermittelt. Die Dauer des Überwachungsintervalls dt1 ist wiederum wesentlich eine Funktion von TM und liegt vorzugsweise oberhalb von (z + x + z + x) sowie unterhalb einer Zeitschwelle y, wobei y vorzugsweise so gewählt wird, dass der Startvorgang abhängig von der Starter-Solldrehzahl nach 20 bis 90 s, optimal nach zirka 30 bis 60 s, ohne Hochlauferkennung abgebrochen wird.If no run-up is detected after a predefinable maximum number i 1, max of injection processes, it is advantageous to stop the starting process in order to protect the battery and starting system. The maximum number i 1, max of the injection events is determined as a function of a previously determined duration of the monitoring interval dt 1 . The duration of the monitoring interval dt 1 is again essentially a function of T M and is preferably above (z + x + z + x) and below a time threshold y, y preferably being selected such that the starting process depends on the starter setpoint speed after 20 to 90 s, optimally after approx. 30 to 60 s, without ramp-up detection.
Sobald die Hochlauferkennung HE ein Hochlaufen des Motors signalisiert, wird in der zweiten Startphase die Höhe des Startmengenfaktors Fi anderen Faktoren unterworfen. Neben einer Abweichung δn einer Soll-Leerlaufdrehzahl n0 von der aktuellen Motordrehzahl n, einer aktuellen Drehzahländerung dn und/oder einem Verlauf der Drehzahländerung Δn seit Startbeginn kann wiederum die Höhe eines vorhergehenden Startmengenfaktors Fi-1 mit einfließen. Es wird hierbei angenommen, dass der in der ersten Startphase eingesparte Kraftstoff nur teilweise am Verbrennungsvorgang teilnimmt und der Rest überwiegend an den Zylinderwänden, dem Kolbenboden, den Ventiltellern, dem Zylinderkopf (und im Saugrohr) angelagert wird. Nach der ersten Zündung und Verbrennung steigt die Motortemperatur TM rasch an, so dass ein zunehmender Beitrag dieses Kraftstofffilms zur Momentenbildung und Verbrennung eintritt.As soon as the run-up detection HE signals a run-up of the motor, the magnitude of the start quantity factor F i is subjected to other factors in the second start phase. In addition to a deviation δn of a target idling speed n 0 from the current engine speed n, a current speed change dn and / or a course of the speed change Δn since the start of the start, the height of a preceding starting quantity factor F i-1 can again be included. It is assumed in this case that the fuel saved in the first starting phase participates only partially in the combustion process and the remainder is deposited predominantly on the cylinder walls, the piston crown, the valve plates, the cylinder head (and in the intake manifold). After the first ignition and combustion, the engine temperature T M increases rapidly, so that an increasing contribution of this fuel film for torque formation and combustion occurs.
Der Startmengenfaktor Fi wird nun für jeden neuen Einspritzvorgang der sich anschließenden zweiten Startphase verändert oder beibehalten, bis ein erfolgreiches Erreichen der Leerlaufdrehzahl n0 durch eine Leerlauferkennung LE und damit ein erfolgreicher Motorstart angezeigt wird. Nach erfolgreichem Motorstart wird der Startmengenfaktor Fi auf 1 zurückgenommen, sofern nicht beispielsweise durch den Leerlaufregler in bekannter Weise eine Gemischanreicherung gefordert wird.The starting quantity factor F i is now changed or maintained for each new injection process of the subsequent second start phase until a successful achievement of the idle speed n 0 is indicated by an idle detection LE and thus a successful engine start. After successful engine start the starting quantity factor F i is reduced to 1, unless for example by the idle controller in a known manner, a mixture enrichment is required.
Eine Übersteuerung, das heißt ein unnötig hoher Kraftstoffeintrag, soll durch die gezielte Beeinflussung des Startmengenfaktors Fi unterbunden werden. Dazu wird der Startmengenfaktor Fi zurückgenommen, wenn die Motordrehzahl n nahe bei der Leerlaufdrehzahl n0 liegt. Ebenso kann der Startmengenfaktor Fi zurückgenommen werden, wenn die Drehzahländerung Δn höher als eine drehzahlabhängige Sollvorgabe ist. Liegt die Drehzahländerung Δn jedoch niedriger als eine weitere Sollvorgabe, so wird der Startmengenfaktor Fi angehoben, um eine Startverzögerung oder gar ein Startabbruch zu unterbinden. Eine Dauer des zweiten Überwachungsintervalls dt2 wird im Wesentlichen von der Dauer des Überwachungsintervalls dt1 sowie der Anzahl mi1 der bereits erfolgten Einspritzungen seit Startbeginn bis zum Einleiten der zweiten Startphase bestimmt. Einhergehend damit wird eine Maximalanzahl i2,max an Einspritzvorgängen i der zweiten Startphase ermittelt. Wird der Start bis zum Einspritzvorgang i2,max nicht durch Leerlauferkennung LE abgeschlossen, erfolgt ein Startabbruch. Nach erfolgreichem Motorstart wird der Startmengenfaktor Fi zurückgenommen oder andere Motorsteuerungsfunktionen übernehmen die Anforderung einer Gemischanreicherung.An override, ie an unnecessarily high fuel input, should be prevented by the targeted influencing of the starting quantity factor F i . For this purpose, the starting quantity factor F i is taken back when the engine speed n is close to the idling speed n 0 . Similarly, the start amount factor F i can be withdrawn if the speed change .DELTA.n is higher than a speed-dependent target specification. However, if the speed change .DELTA.n lower than another target specification, the start quantity factor F i is raised to prevent a start delay or even a take-off. A duration of the second monitoring interval dt 2 is essentially determined by the duration of the monitoring interval dt 1 and the number m i1 of the already performed injections since the start of the start until the initiation of the second start phase. Along with this, a maximum number i 2, max of injection events i of the second start phase is determined. If the start up to the injection process i 2, max is not completed by idle detection LE, a start aborted. After successful engine start, the starting quantity factor F i is withdrawn or other engine control functions assume the requirement of a mixture enrichment.
- dndn
- aktuelle Drehzahländerungcurrent Speed change
- dt1, dt2 dt 1 , dt 2
- Dauer der Überwachungsintervalle der ersten und zweiten Startphaseduration the monitoring intervals the first and second start phase
- Fi F i
- StartmengenfaktorStart quantity factor
- Fi-1 F i-1
- Startmengenfaktor, vorhergehenderStart quantity factor, previous
- HEHE
- Hochlauferkennung EinspritzvorgangUp detection Injection process
- i1,max i 1, max
- maximale Anzahl an Einspritzvorgängen in der ersten Startphasemaximum Number of injections in the first start phase
- i2,max i 2, max
- maximale Anzahl an Einspritzvorgängen in der zweiten Startphasemaximum Number of injections in the second start phase
- LELE
- LeerlauferkennungIdle connection
- mi1 m i1
- Anzahl der Einspritzvorgänge seit Startbeginn bis zum Beginn der zweiten Startphasenumber the injection processes since the start until the start of the second start phase
- nn
- MotordrehzahlEngine speed
- n0 n 0
- LeerlaufdrehzahlIdle speed
- TM T M
- Motortemperaturengine temperature
- yy
- Zeitschwelle für das Überwachungsintervall dt1 Time threshold for the monitoring interval dt 1
- ZZ
- Zylinderzahlnumber of cylinders
- Δn.DELTA.n
- zeitliche Drehzahländerungtime Speed change
- δn.DELTA.n
- Abweichung der Motordrehzahl n von der Leerlaufdrehzahl n0 Deviation of the engine speed n from the idle speed n 0
- ττ
- historischer Verlauf vorhergehender Startvorgängehistorical History of previous starts
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