DE3609600C2 - Verfahren zur Heißstartanhebung bei Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs bzw. des Anspruchs 4. Bei einer bekannten Schalteinrichtung für den Heißstart von Brennkraftmaschinen (DE 24 10 090 A1) wird ein beispielsweise im Kühlwasser der Brennkraftmaschine oder an einer sonstigen geeigneten Stelle angeordneter temperaturabhängiger Schalter, dessen Hauptaufgabe darin besteht, bei extrem heißer Brennkraftmaschine einen zusätzlichen Lüftermotor einzuschalten, gleichzeitig dazu ausgenutzt, einen Heißstartfall der Brennkraftmaschine anzugeben und ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen.

Um in einem solchen Fall der Brennkraftmaschine eine zusätzliche Kraftstoffmenge zuzuführen, werden die bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise vorhandenen Mittel zur Kraftstoffanreicherung während der Kaltstart- und Anwärmphase der Brennkraftmaschine dadurch ausgenutzt, dass über den erwähnten temperaturabhängigen Schalter der eigentliche, für die Kaltstartanhebung zuständige temperaturabhängige NTC-Widerstand so beaufschlagt bzw. durch zusätzliche Schaltungsmittel so beeinflußt wird, dass der Kaltstartanreicherungseinrichtung eine besonders niedrige Motortemperatur vorgetäuscht wird, so dass es zu der erwünschten zusätzlichen Kraftstoffabgabe kommt. Problematisch ist allerdings, dass keine Möglichkeit besteht, auf die tatsächliche Temperatur der jeweiligen Brennkraftmaschine abzustellen, so dass die Mehrmenge unabhängig von Umgebungseinflüssen und der tatsächlichen Temperatur der heißen Brennkraftmaschine zugemessen werden muss. Um daher auf der sicheren Seite zu bleiben, wird deshalb für eine vorgegebene Zeit eine besonders starke Verlängerung von normalen Einspritzimpulsen vorgenommen. Dies erfolgt allerdings erst dann, wenn als zweite Bedingung beim Heißstart innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls die Brennkraftmaschine nicht angesprungen ist. Dieser Zeitraum muss zusätzlich abgewartet werden.

Die DE 27 56 258 A1 betrifft eine Startanreicherungsschaltung für das Brennstoffsteuersystem einer Brennkraftmaschine. Dort ist eine Startanreicherung zur Bereitstellung einer entsprechenden Mehrmenge während des Starts in Fig. 2 dargestellt und ab Seite 15 oben beschrieben. Erkennbar ist insbesondere aus Fig. 2 eine nach tiefen und hohen Temperaturen ansteigende Anreicherung. Die Anreicherung bei tiefen Temperaturen soll insbesondere den Verlust an zur Verfügung stehendem Kraftstoff durch Kondensation im Ansaugrohr oder im Brennraum kompensieren. Die Anreicherung bei heißer Maschine hat die Wirkung von sich bildenden Kraftstoffdampfblasen auszugleichen. Dieses Dokument behandelt lediglich den reinen Startvorgang.

Die US 44 99 879 offenbart ein Kraftstoffzumesssystem, bei dem die erforderliche Kraftstoffmenge auf geschätzten Werten der Ansauglufttemperatur beruht (siehe Abstract). Dabei dient die Ansauglufttemperatur nach dem Flussdiagramm von Fig. 5 dazu, abhängig davon, ob der Startvorgang gegeben ist oder nicht (Abfrage 106) einmal einen Anreicherungsfaktor für die Startanreicherung abhängig von der Ansauglufttemperatur vorzusehen, oder im Falle einer laufenden Brennkraftmaschine (Abfrage 112, yes) abhängig von der Ansauglufttemperatur ein bestimmtes Lambda, das heißt ein bestimmtes Kraftstoffluftgemisch (air/fuel-ratio), auszulesen. Zweifellos gehörte zum Prioritätszeitpunkt der Anmeldung die Verarbeitung von Motortemperatur und Ansauglufttemperatur zum Stand der Technik. Belegt wird dies unter anderem durch die US 45 76 132. Nach deren Fig. 2 wird neben Drehzahl oder Luftdruck im Ansaugrohr auch die Motor- und Ansauglufttemperatur erfasst und im Rahmen der Bestimmung eines Kraftstoffzumesssignals verarbeitet. Fig. 5 macht jedoch deutlich, dass der Anreicherungsfaktor D abhängig von der Motortemperatur TC eingestellt werden soll, wobei ergänzend die Ansauglaufttemperatur als Parameter dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Heißnachstart einer Brennkraftmaschine einerseits eine besonders kostengünstige Lösung anzugeben, die daher auch hier unter der Ausnutzung von ohnehin zur Verfügung stehenden Mitteln für die Kaltnachstartanhebung arbeitet, andererseits aber abgestimmt auf den jeweiligen Typ der Brennkraftmaschine und in Abhängigkeit zu deren tatsächlichen Heißtemperatur für einen vorgegebenen Zeitraum eine so genaue Heißnachstart-Mehrmenge zu dosieren, dass ein sicherer Start, ein gutes Durchlaufen und eine spontane Gasannahme ohne Zuführung überflüssiger Kraftstoffmengen sichergestellt wird.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. des Anspruchs 4 und hat den Vorteil, dass mit geringsten Mitteln, die beispielsweise bei einer elektronisch gesteuerten, insbesondere rechnergesteuerten Kraftstoffeinspritzanlage lediglich in einer zusätzlich vorgebbaren Überwachungs- und Umschalttätigkeit, sonst in einer Motortemperatur- Überwachungsschaltung mit nachgeschaltetem Umschalter bestehen, auch der Heißnachstart der zugeordneten Brennkraftmaschine sicher beherrscht werden kann.

Der Erfindung gelingt es daher, die bei bestimmten Brennkraftmaschinen auftretenden Heißstartschwierigkeiten mit anschließender verzögerter Gasannahme vollständig zu eliminieren, andererseits aber eine zu große Kraftstoffanreicherung sicher zu vermeiden, also lediglich die Kraftstoffmehrmenge beim Heißnachstart zuzuführen, die die Brennkraftmaschine effektiv benötigt. Dabei wird diese Kraftstoffmehrmenge über die Einrichtung dosiert und zugeführt, die auch für die Kaltnachstartanhebung der Brennkraftmaschine zuständig ist, gegebenenfalls unter Verwendung eines gesonderten Kaltstartventils; bei Kraftstoffdosiereinrichtungen, die eine entsprechende Kaltstartanhebung über die normalen Einspritzventile durchführen, setzt auch die Erfindung diese für die zuzuführende Kraftstoffmehrmenge beim Heißnachstart ein.

Bei der Erfindung wird, ähnlich wie die bekannte Nachstartanhebung (NSA) beim Kaltstart, die abhängig von der Motortemperatur (TMOT) ist, bei betriebswarmem Motor eine spezielle Nachstartanhebung NSA* eingeführt, die jedoch von der Ansauglufttemperatur TANS abhängt. Beim Start stellt daher entsprechend einem Merkmal vorliegender Erfindung die Höhe dieser Ansaugtemperatur TANS ein Maß für die Motoraufheizung dar, und entsprechend wird auch in diesem Fall die zuführende Kraftstoffmehrmenge für den Heißnachstart in einer Heißnachstart-Kennlinie NSA* = f(TANS) abgelegt. Diese Mehrmenge wird dann zeitabhängig zu kleineren Werten zurückgenommen.

Dabei besteht der besondere Vorteil vorliegender Erfindung darin, dass diese Heißnachstart-Kennlinienfunktion zur Minimierung des Aufwands mit der normalen Nachstartanhebung für Kaltnachstart dadurch verkoppelt wird, dass ab einer vorgebbaren, bei entsprechender rechnergesteuerten Kraftstoffeinspritzanlage also programmierbaren Motortemperaturschwelle TMOT-Schwelle die normale Kaltnachstartkennlinie von der Einrichtung weggeschaltet und auf die Heißnachstart-Kennlinie NSA* umgeschaltet wird.

Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Fluss­ diagramm der Zeichnung angegeben und wird im folgenden näher erläutert.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird in folgenden anhand eines Flussdiagramms für eine rechnergesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage er­ läutert; es versteht sich aber, dass die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist, sondern neben einer Vielzahl von Modifikationen auch Anwendungs­ formen zugänglich ist, bei denen diskrete Schaltungsele­ mente, beispielsweise zu Funktionsblöcken zusammengefasst, die Kraftstoffdosierung durch Ansteuerung entsprechender Endstellglieder bewirken. Die Erfindung ist auch nicht auf die Anwendung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage beschränkt, setzt aber voraus, dass bei der jeweils ins Auge gefaßten Kraftstoffzuführungseinrichtung Mittel zur Kaltstartanhebung vorhanden sind, die dann im Sinne der Erfindung eingesetzt werden können.

Die Erfindung benutzt einen Ansauglufttemperaturgeber, wie er bei üblichen Kraftstoffeinspritzanlagen und deren Steuerungssystem ohnehin zur Bestimmung und Errechnung der von der Brennkraftmaschine angesaugten oder ihr zu­ geführten genauen Luftmenge erforderlich ist, und be­ nutzt das Ausgangssignal dieses Ansaugluft-Temperatur­ gebers als Adresse für die Abfrage von Kraftstoffmehr­ mengen für den Heißstart, die in Form eines Kennlinien­ verlaufs als Faktor für eine Nachstartanhebung bei Heiß­ start (FNS*) über der Ansaugtemperatur in geeigneten Speichermitteln abgelegt wird. Bei einer rechnergesteuer­ ten Kraftstoffzuführeinrichtung verfügt der jeweilige Mikroprozessor oder Kleinrechner über hinreichende Speichermittel (PROM), in welchen eine solche Kennlinie, speziell auf den Typ der jeweils zugeordneten Brennkraft­ maschine abgestimmt, gespeichert werden kann. Der allge­ meine Verlauf einer solchen Kennlinie lässt sich dem Funktionsblock 13* des Flußdiagramms der Zeichnung ent­ nehmen, wobei ab einer vorgegebenen Temperatur ϑ1 die Heißstart-Anhebung einsetzt und mit größeren Faktorwer­ ten FNS* mit zunehmender Ansaugtemperatur realisiert wird. Insofern verläuft die Kennlinie für die Heißstart-Anhe­ bung über der Temperatur allgemein in etwa gegenläufig zur Kaltstartanhebung, wie ebenfalls lediglich qualita­ tiv im Block 13 des Flußdiagramms der Zeichnung gezeigt.

Dem Flußdiagramm lässt sich entnehmen, dass bei Einsetzen eines Startvorgangs entsprechend Block 10 zunächst bei 11 entschieden wird, ob ein Normalprogramm abläuft oder ein Nachstartprogramm zu realisieren ist. Dies wird im­ mer dann der Fall sein, wenn, worauf aber hier nicht ge­ nauer eingegangen zu werden braucht, die Motortempera­ tur und entsprechend auch Umgebungstemperatur der Brenn­ kraftmaschine sehr niedrig sind, so dass es sich um einen Kaltstart handelt oder entsprechende Heißstart/­ Nachstartvorgänge durchzuführen sind. Ist dies der Fall, ergibt sich beim Block 12 eine weitere Entschei­ dung, ob die bei einer rechnergesteuerten Einspritzan­ lage ohnehin stets verfügbare Motortemperatur TMOT einen vorgegebenen Schwellenwert TSW überschreitet.

Wird dieser Schwellenwert überschritten, der beispiels­ weise bei einer Temperatur von 40°C liegen kann, dann wird anstelle auf den Kaltstart-Nachstartblock 13 auf den Heißstart-Nachstartblock 13* umgeschaltet und dessen Kennlinie NSA* = f(TANS) ausgewertet. Es wird dann je nach erfasster Ansauglufttemperatur ein vorgegebener Nachstartanhebungs-Faktor FNS* für den Heißstart vorge­ geben und einer neu errichteten Summierstelle 15 zuge­ führt, ab welchem Punkt dann die normale und vorhandene Kaltstart-Anhebungsfunktion ohne sonstige Modifizierung wieder eingesetzt wird, einschließlich eventueller Ab­ spritzung der jeweiligen Kraftstoffmehrmenge für den Heißstart über das Kaltstartventil. Die Erfindung umfasst daher zusätzlich zu dem Entscheidungsblock 12 lediglich noch den neuen Kennlinienblock 13* und gegebenenfalls eine lediglich gestrichelt dargestellte Zeitfunktion bei 14, die den aus der Kennlinie FNS* entnommenen Wert zeitabhängig abregelt. Dies kann bei einer Heißstartan­ hebung relativ schnell geschehen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (5)

1. Verfahren zum Bestimmen der einer Brennkraftmaschine zu­ zumessenden Kraftstoffmenge beim Nachstart, insbesondere mit elektronisch gesteuerter Kraftstoffeinspritzung und in Verbindung mit einem die Temperatur der Brennkraftmaschine (Motortemperatur TMOT) kontinuierlich erfassenden NTC-Geber, dadurch gekennzeichnet, dass

• - für den Bereich der Nachstartphase die Motortemperatur (TMOT) auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturschwellwerts (TMOTSW) abgefragt wird,
• - bis zum Erreichen des Temperaturschwellwertes (TMOTSW) ein Nachstartfaktor abhängig von der Motortemperatur (TMOT) gewählt wird, und
• - nach Erreichen des Temperaturschwellwertes (TMOTSW) auf einen Nachstartfaktor für eine Heißnachstartanhebung umgeschaltet wird, die abhängig von der Ansauglufttemperatur (TANS) gewählt wird und in ihrer Kennlinie einen gegenläufigen Verlauf aufweist (FNS* = f(TANS)).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie für die Heißnachstartanhebung (FNS* = f(TANS)) ab einem vorgegebenen Ansauglufttemperaturwert einsetzt und mit höher werdender Temperatur ansteigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißnachstartanhebung (FNS* = f(TANS)) zeitabhängig zurückgenommen wird (Block 14).

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3 zum Bestimmen der einer Brennkraftmaschine zuzumessenden Kraftstoffmenge beim Nachstart, insbesondere mit elektronisch gesteuerter Kraftstoffeinspritzung und in Verbindung mit einem die Temperatur der Brennkraftmaschine (Motortemperatur TMOT) kontinuierlich erfassenden NTC-Geber, dadurch gekennzeichnet, dass eine motortemperaturabhängig gesteuerte Umschalteinrichtung vorgesehen ist, die der Einrichtung zur Nachstartanhebung (NSA) für den Heißnachstart einen Kennlinienverlauf zugrunde legt, der einer ansauglufttemperaturabhängigen Kraftstoffmehrmengenzuführung entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einem Kennlinienblock 13* für die Heißnachstartanhebung ein die Mehrmenge zeitabhängig zurücknehmender Zeitblock 14 nachgeschaltet ist.