DE10011434C2 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

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Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine der Einspritzbeginn im Bereich des oberen Totpunktes der Ansaugphase liegt. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Brennraum, in den Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase einspritzbar ist, und mit einem Steuergerät zum Einstellen des Einspritzbeginns bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine im Bereich des oberen Totpunktes der Ansaugphase. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Steuergerät für eine solche Brennkraftmaschine.
Derartige Systeme zur direkten Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine sind allgemein bekannt. Es wird dabei zwischen einem sog. Schichtbetrieb als erste Betriebsart und einem sog. Homogenbetrieb als zweite Betriebsart unterschieden. Der Schichtbetrieb wird insbesondere bei kleineren Lasten verwendet, während der Homogenbetrieb bei größeren, an der Brennkraftmaschine anliegenden Lasten zur Anwendung kommt.
Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine in dem Brennraum derart eingespritzt, dass sich im Zeitpunkt der Zündung eine Kraftstoffwolke in unmittelbarer Umgebung einer Zündkerze befindet. Diese Einspritzung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es möglich, dass die eingespritzte Kraftstoffwolke sich bereits während bzw. unmittelbar nach der Einspritzung bei der Zündkerze befindet und von dieser entzündet wird. Ebenfalls ist es möglich, dass die eingespritzte Kraftstoffwolke durch eine Ladungsbewegung zu der Zündkerze geführt und dann erst entzündet wird. Bei beiden Brennverfahren liegt keine gleichmäßige Kraftstoffverteilung vor, sondern eine Schichtladung.
Der Vorteil des Schichtbetriebs liegt darin, dass mit einer sehr geringen Kraftstoffmenge die anliegenden kleineren Lasten von der Brennkraftmaschine ausgeführt werden können. Größere Lasten können allerdings nicht durch den Schichtbetrieb erfüllt werden.
In dem für derartige größere Lasten vorgesehenen Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der Ansaugphase der Brennkraftmaschine eingespritzt, so dass eine Verwirbelung und damit eine Verteilung des Kraftstoffs in dem Brennraum noch ohne weiteres erfolgen kann. Insoweit entspricht der Homogenbetrieb etwa der Betriebsweise von Brennkraftmaschinen, bei denen in herkömmlicher Weise Kraftstoff in das Ansaugrohr eingespritzt wird. Bei Bedarf kann auch bei kleineren Lasten der Homogenbetrieb eingesetzt werden.
Im Schichtbetrieb wird die Drosselklappe in dem zu dem Brennraum führenden Ansaugrohr weit geöffnet und die Verbrennung wird im Wesentlichen nur durch die einzuspritzende Kraftstoffmenge gesteuert und/oder geregelt. Im Homogenbetrieb wird die Drosselklappe in Abhängigkeit von dem angeforderten Moment geöffnet bzw. geschlossen und die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge gesteuert und/oder geregelt.
In beiden Betriebsarten, also im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb, wird die einzuspritzende Kraftstoffmasse zusätzlich in Abhängigkeit von einer Mehrzahl weiterer Betriebsgrößen auf einen im Hinblick auf Kraftstoffeinsparung, Abgasreduzierung und dgl. optimalen Wert gesteuert und/oder geregelt. Die Steuerung und/oder Regelung wird von dem Steuergerät für die Brennkraftmaschine ausgeführt und ist in den beiden Betriebsarten unterschiedlich.
Der Kraftstoff wird bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen in der Regel über Hochdruckeinspritzventile in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt. In die Brennräume der Brennkraftmaschine ragen jeweils ein Hochdruckeinspritzventil und eine Zündkürze. Während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine muss, insbesondere bei tiefen Temperaturen, die in die Brennräume eingespritzte Kraftstoffmenge im Vergleich zu einer betriebswarmen Brennkraftmaschine deutlich erhöht werden. Dies hat seine Ursachen vor allem darin, dass
  • - eine ausreichende Menge leichtsiedender Kraftstoffbestandteile für ein bei den herrschenden Temperaturen zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch bereitgestellt werden muss;
  • - Kraftstoffverluste, die mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine abnehmen, kompensiert werden müssen (z. B. Kraftstoff, der in das Öl eingetragen wird); und
  • - ein Kraftstoffwandfilm aufgebaut werden muss (bei Saugrohreinspritzung vor allem in dem Saugrohr, aber auch im Brennraum; bei Benzindirekteinspritzung nur im Brennraum).
Um diese erhöhten Kraftstoffmengen während des Kaltstarts einspritzen zu können, liegt der Einspritzbeginn beim Kaltstart im Bereich des oberen Totpunktes der Ansaugphase. Die Einspritzung dauert dann nahezu bis zur Zündung der Kraftstoffwolke bzw. bis zum oberen Totpunkt der Zündphase. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine steigt deren Temperatur langsam an und die in die Brennräume einzuspritzende Kraftstoffmenge kann mit der ansteigenden Betriebstemperatur reduziert werden. Auch bei einem Wiederholstart mit ansteigender Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge reduziert werden. Selbst bei einem Wiederholkaltstart mit einer Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb der Betriebstemperatur kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge reduziert werden, da kein Kraftstoffwandfilm in dem Saugrohr und/oder in dem Brennraum mehr aufgebaut werden muss. Bei einem Wiederholkaltstart ist üblicherweise noch ein während des vorangegangnen Kaltstarts und des anschließenden Betriebs der Brennkraftmaschine aufgebauter Kraftstoffwandfilm vorhanden.
Zur Reduzierung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge wird das Einspritzende nach dem Stand der Technik zu früheren Zeitpunkten hin verlagert, die Einspritzung wird also bereits vor dem oberen Totpunkt der Zündphase beendet. Der Einspritzbeginn bleibt nach wie vor im Bereich des oberen Totpunktes der Ansaugphase.
Beim Stand der Technik liegt der Einspritzbeginn also sowohl bei einem Kaltstart als auch bei einem Wiederholstart im Bereich des oberen Totpunktes der Ansaugphase. Das bedeutet, dass sich ein in einem Zylinder der Brennkraftmaschine hin- und herbewegbarer Kolben zu Beginn der Einspritzung in unmittelbarer Nähe zu dem Hochdruckeinspritzventil und der Zündkerze befindet. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Großteil der eingespritzten Kraftstoffmenge direkt auf den Kolbenboden trifft und deshalb nicht ausreichend verdampft, sehr groß. Außerdem kann ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs von dem Kolbenboden zurückprallen und die Zündkerze benetzen. Bei einem Wiederholkaltstart wiederholt sich nach dem Stand der Technik dieser Vorgang, und die die Zündkerze benetzende Kraftstoffmenge kann so groß werden, dass die Zündkerze keinen Zündfunken mehr erzeugen kann. Falls dies bei mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine auftritt, kann die Brennkraftmaschine solange nicht mehr gestartet werden, bis die Zündkerzen wieder abgetrocknet sind.
Aus der DE 198 23 280 C1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine bekannt. In Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine beim Start wird dabei unterhalb einer Grenztemperatur ein Kaltstart im Homogenbetrieb durchgeführt. Der Einspritzbeginnwinkel wird dabei anhand verschiedener Parameter festgelegt. Ein Wiederholkaltstart wird in dieser Druckschrift jedoch nicht angesprochen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Benetzen der Zündkerze während eines Wiederholkaltstarts zu verhindern und einen sicheren Wiederholkaltstart einer Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vor, dass bei einem Wiederholkaltstart der Einspritzbeginn im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert wird.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung geht davon aus, dass bei einem Wiederholkaltstart eine geringere Kraftstoffmenge in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt werden muss als bei dem vorangegangenen Kaltstart, obwohl sich die Temperatur der Brennkraftmaschine bei einem Wiederholkaltstart in einem ähnlich niedrigeren Bereich bewegt wie bei dem Kaltstart. Das hat seine Ursache insbesondere darin, dass sich während des Kaltstarts und des anschließenden Betriebs der Brennkraftmaschine bereits ein Kraftstoffwandfilm in dem Saugrohr und/oder in dem Brennraum der Brennkraftmaschine ausgebildet hat. Dieser Kraftstoffwandfilm bleibt auch nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine noch für eine bestimmte Zeitdauer erhalten und muss bei einem Wiederholkaltstart nicht von neuem aufgebaut werden.
Einen weiteren Einfluss auf die verringerte in die Brennräume einzuspritzende Kraftstoffmenge hat auch die bei einem Wiederholkaltstart gegenüber dem Kaltstart geringfügig angestiegene Temperatur der Brennkraftmaschine, insbesondere der Brennräume. Dadurch muss nur eine geringere Menge an leichtsiedenden Kraftstoffbestandteilen für ein zündfähiges Gemisch zur Verfügung gestellt werden. Schließlich nehmen die durch zusätzlich eingespritzten Kraftstoff zu kompensierenden Kraftstoffverluste mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine ab.
Die Reduzierung der während eines Wiederholkaltstarts einzuspritzende Kraftstoffmenge wird erfindungsgemäß durch Verlagerung des Einspritzbeginns zu späteren Zeitpunkten hin erzielt. Der Einspritzbeginn liegt also bei einem späteren Zeitpunkt, zu dem sich der in dem Zylinder hin- und herbewegbare Kolben schon wieder auf einer Bewegung weg von dem Hochdruckeinspritzventil und der Zündkerze befindet. Beim Beginn der Einspritzung ist also der Abstand zwischen dem Kolben einerseits und dem Hochdruckeinspritzventil und der Zündkerze andererseits vergrößert. Dadurch kann verhindert werden, dass ein großer Teil der in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffmenge direkt auf den Kolbenboden trifft und nicht ausreichend verdampft. Außerdem wird die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs von dem Kolbenboden zurückprallt und die Zündkerze benetzt, entscheidend verringert. Auf diese Weise kann die Startsicherheit der Brennkraftmaschine beim Wiederholkaltstart entscheidend erhöht werden. Gleichzeitig kann Kraftstoff eingespart und ein besseres Abgas erzielt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass bei einem Wiederholkaltstart mit zunehmender Temperatur des Brennraums die eingespritzte Kraftstoffmenge durch Verlagern des Einspritzbeginns zu späteren Zeitpunkten hin verringert wird. Anders als beim Stand der Technik, wo die Kraftstoffmenge durch ein früheres Beenden der Einspritzung erzielt wird, wird erfindungsgemäß eine Reduzierung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge durch einen späteren Beginn der Einspritzung erzielt. Mit zunehmender Temperatur des Brennraums der Brennkraftmaschine wird also die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil der in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffmenge direkt auf den Kolbenboden trifft und nicht ausreichend verdampft oder von dem Kolbenboden zurückprallt und die Zündkerze benetzt, weiter verringert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Wiederholkaltstart detektiert wird, falls ein Wiederholstart vorliegt und die Temperatur des Brennraums unterhalb einer vorgebbaren Temperaturschwelle liegt. Die Temperaturschwelle liegt unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine. Insbesondere bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen liegt die Temperaturschwelle oberhalb der Temperatur der Brennkraftamschine nach einem Kaltstart.
Ein Wiederholstart liegt vorteilhafterweise vor, falls der vorangegangene Startvorgang innerhalb einer vorgebbaren Zeitschwelle und bei dem Startvorgang eine vorgebbare Mindestanzahl von Verbrennungen ausgeführt wurde. Falls der vorangegangene Startvorgang oberhalb der vorgebbaren Zeitschwelle liegt, wird von einem Neustart und nicht von einem Wiederholstart ausgegangen. Für die Mindestanzahl von Verbrennungen gibt es mehrere Indikatoren: z. B. Temperaturanstieg im Brennraum, Druckanstieg im Zylinder, Drehzahlanstieg der Brennkraftmaschine, unverbrannte Kraftstoffmenge im Abgas und der Lambda-Wert eines Lambdasensors (des gesamten Abgases oder einzelner Zylinder).
Die Zeitschwelle wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Temperatur des Brennraums vorgegeben. Ebenso wird vorzugsweise die Mindestanzahl von Verbrennungen in Abhängigkeit von der Temperatur des Brennraums vorgegeben.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm abgespeichert, das auf einem Rechner des Steuergeräts, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, bspw. ein Read-Only-Memory oder ein Flash-Memory.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von der Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät bei einem Wiederholkaltstart den Einspritzbeginn im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert.
Schließlich wird als noch eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgehend von dem Steuergerät der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät bei einem Wiederholkaltstart den Einspritzbeginn im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert.
Zeichnungen
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der u. a. durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragen ein Hochdruckeinspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Hochdruckeinspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt.
Während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine 1 muss, insbesondere bei tiefen Temperaturen, die in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmenge im Vergleich zu einer betriebswarmen Brennkraftmaschine deutlich erhöht werden. Dies hat seine Ursachen vor allem darin, dass
  • - eine ausreichende Menge leichtsiedender Kraftstoffbestandteile für ein bei den herrschenden Temperaturen zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch bereitgestellt werden muss;
  • - Kraftstoffverluste, die mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine abnehmen, kompensiert werden müssen (z. B. Kraftstoff, der in das Öl eingetragen wird); und
  • - ein Kraftstoffwandfilm im Brennraum 4 aufgebaut werden muss.
Um diese erhöhten Kraftstoffmengen während des Kaltstarts einspritzen zu können, liegt der Einspritzbeginn t_EB beim Kaltstart im Bereich des oberen Totpunktes OT der Ansaugphase. Die Einspritzung dauert dann nahezu bis zur Zündung der Kraftstoffwolke bzw. bis zum oberen Totpunkt OT der Zündphase. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 steigt deren Temperatur langsam an und die in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoffmenge kann mit der ansteigenden Betriebstemperatur reduziert werden.
Beim Kaltstart liegt der Einspritzbeginn t_EB also im Bereich des oberen Totpunktes OT der Ansaugphase. Das bedeutet, dass sich der Kolben 2 in dem Zylinder 3 zu Beginn der Einspritzung in unmittelbarer Nähe zu dem Hochdruckeinspritzventil 9 und der Zündkerze 10 befindet. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Großteil der eingespritzten Kraftstoffmenge direkt auf den Kolbenboden trifft und deshalb nicht ausreichend verdampft, sehr groß. Außerdem kann ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs von dem Kolbenboden zurückprallen und die Zündkerze 10 benetzen. Nach dem Stand der Technik wiederholt sich dieser Vorgang bei jedem Wiederholkaltstart, und die die Zündkerze 10 benetzende Kraftstoffmenge kann so groß werden, dass die Zündkerze 10 keinen Zündfunken mehr erzeugen kann. Falls dies bei mehreren Zylindern 3 der Brennkraftmaschine 1 auftritt, kann die Brennkraftmaschine 1 solange nicht mehr gestartet werden, bis die Zündkerzen 3 wieder abgetrocknet sind.
Um ein Benetzen der Zündkerze 10 und Startschwierigkeiten der Brennkraftmaschine 1 bei einem Wiederholkaltstart zu vermeiden, wird der Einspritzbeginn t_EB bei einem Wiederholkaltstart im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert.
Die vorliegende Erfindung geht davon aus, dass bei einem Wiederholkaltstart eine geringere Kraftstoffmenge in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt werden muss als bei dem vorangegangenen Kaltstart, und das obwohl sich die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 bei einem Wiederholkaltstart in einem ähnlich niedrigeren Bereich bewegt wie bei dem Kaltstart. Das hat seine Ursache insbesondere darin, dass sich während des Kaltstarts und des anschließenden Betriebs der Brennkraftmaschine 1 bereits ein Kraftstoffwandfilm in dem Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 ausgebildet hat. Dieser Kraftstoffwandfilm bleibt auch nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine 1 noch für eine bestimmte Zeitdauer erhalten und muss bei einem Wiederholkaltstart nicht von neuem aufgebaut werden. Einen weiteren Einfluss auf die verringerte in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoffmenge hat auch die bei einem Wiederholkaltstart gegenüber dem Kaltstart geringfügig angestiegene Temperatur der Brennkraftmaschine 1, insbesondere der Brennräume 4. Bei einem Neustart verringert sich der Einspritzbeginn bspw. von 360° Kurbelwinkel KW bei einer Temperatur von -30°C auf 280° KW bei +10°C. Bei einem Wiederholstart verringert sich der Einspritzbeginn bspw. von 320° Kurbelwinkel KW bei -30°C auf 280° KW bei +10°C. Dadurch muss nur eine geringere Menge an leichtsiedenden Kraftstoffbestandteilen für ein zündfähiges Gemisch zur Verfügung gestellt werden. Schließlich nehmen die durch zusätzlich eingespritzten Kraftstoff zu kompensierenden Kraftstoffverluste mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine 1 ab.
Diese Reduzierung der während eines Wiederholkaltstarts einzuspritzende Kraftstoffmenge wird erfindungsgemäß durch Verlagerung des Einspritzbeginns t_EB zu späteren Zeitpunkten hin erzielt. Der Einspritzbeginn t_EB liegt also bei einem späteren Zeitpunkt, zu dem sich der in dem Zylinder 3 hin- und herbewegbare Kolben 2 schon wieder auf einer Bewegung weg von dem Hochdruckeinspritzventil 9 und der Zündkerze 10 befindet. Beim Beginn der Einspritzung ist also der Abstand zwischen dem Kolben 2 und der Zündkerze 10 vergrößert. Dadurch kann verhindert werden, dass ein großer Teil der in den Brennraum 4 eingespritzten Kraftstoffmenge direkt auf den Kolbenboden trifft und nicht ausreichend verdampft. Außerdem wird die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs von dem Kolbenboden zurückprallt und die Zündkerze 10 benetzt, entscheidend verringert. Auf diese Weise kann die Startsicherheit der Brennkraftmaschine 1 beim Wiederholkaltstart entscheidend erhöht werden. Gleichzeitig kann Kraftstoff eingespart und ein besseres Abgas erzielt werden.
Bei einem Wiederholkaltstart wird mit zunehmender Temperatur des Brennraums 4 die eingespritzte Kraftstoffmenge durch weiteres Verlagern des Einspritzbeginns t_EB zu späteren Zeitpunkten hin verringert. Mit zunehmender Temperatur des Brennraums 4 der Brennkraftmaschine 1 wird also die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil der in den Brennraum 4 eingespritzten Kraftstoffmenge direkt auf den Kolbenboden trifft und nicht ausreichend verdampft oder von dem Kolbenboden zurückprallt und die Zündkerze 10 benetzt, weiter verringert.
Ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 2 dargestellt. Das Verfahren beginnt in einem Funktionsblock 20. Erfindungsgemäß wird von einem Wiederholkaltstart ausgegangen, falls die Temperatur T des Brennraums 4 unterhalb einer vorgebbaren Temperaturschwelle T_schw liegt (Abfrageblock 21) und falls ein Wiederholstart vorliegt. Die Temperaturschwelle liegt in der Regel unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 1, aber, insbesondere bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, oberhalb der Temperatur der Brennkraftamschine 1 nach einem Kaltstart. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Temperaturschwelle T_schw im Bereich von 20°C.
Ein Wiederholstart liegt erfindungsgemäß vor, falls der vorangegangene Startvorgang innerhalb einer vorgebbaren Zeitschwelle t_schw (Abfrageblock 22) und bei dem Startvorgang eine vorgebbare Mindestanzahl V_min von Verbrennungsen (Abrageblock 23) ausgeführt wurde. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Zeitschwelle t_schw im Bereich von 5 min. Falls der vorangegangene Startvorgang vor mehr als 5 min ausgeführt wurde, wird von einem Neustart und nicht von einem Wiederholstart ausgegangen.
Zur Beurteilung, ob die Mindestanzahl V_min von Verbrennungen ausgeführt wurde, gibt es mehrere Indikatoren: z. B. Temperaturanstieg im Brennraum 4, Druckanstieg im Zylinder 3, Drehzahlanstieg der Brennkraftmaschine 1, unverbrannte Kraftstoffmenge im Abgas und der Lambda-Wert eines Lambdasensors (des gesamten Abgases oder einzelner Zylinder 3).
Die Zeitschwelle t_schw und die Mindestanzahl V_min von Verbrennungen wird in Abhängigkeit von der Temperatur T des Brennraums 4 vorgegeben. Falls ein Wiederholkaltstart vorliegt, wird in Funktionsblock 24 der Einspritzbeginn t_EB im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert. Anderenfalls wird in Funktionsblock 25 der Einspritzbeginn t_EB wie bei einem normalen Kaltstart gewählt. In Funktionsblock 26 ist das Verfahren beendet.
Van besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät 11 einer Brennkraftmaschine 1 insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm abgespeichert, das auf einem Rechner des Steuergeräts 11, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, bspw. ein Read-Only-Memory oder ein Flash-Memory.

Claims (9)

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase in einen Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt wird, wobei bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine (1) der Einspritzbeginn (t_EB) im Bereich des oberen Totpunktes (OT) der Ansaugphase liegt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wiederholkaltstart der Einspritzbeginn (t_EB) im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wiederholkaltstart mit zunehmender Temperatur (T) des Brennraums (4) die eingespritzte Kraftstoffmenge durch Verlagern des Einspritzbeginns (t_EB) zu späteren Zeitpunkten hin verringert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wiederholkaltstart detektiert wird, falls ein Wiederholstart vorliegt und die Temperatur (T) des Brennraums (4) unterhalb einer vorgebbaren Temperaturschwelle (T_schw) liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wiederholstart vorliegt, falls der vorangegangene Startvorgang innerhalb einer vorgebbaren Zeitschwelle (t_schw) und bei dem Startvorgang eine vorgebbare Mindestanzahl (V_min) von Verbrennungen ausgeführt wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschwelle (t_schw) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) des Brennraums (4) vorgegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestanzahl (V_min) von Verbrennungen in Abhängigkeit von der Temperatur (T) des Brennraums (4) vorgegeben wird.
7. Steuerelement, insbesondere Read-Only-Memory oder Flash-Memory, für ein Steuergerät (II) einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechner des Steuergeräts (11), insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche geeignet ist.
8. Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Brennraum (4), in den Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase einspritzbar ist, und mit einem Steuergerät (11) zum Einstellen des Einspritzbeginns (t_EB) bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine (1) im Bereich des oberen Totpunktes (OT) der Ansaugphase, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) bei einem Wiederholkaltstart den Einspritzbeginn (t_EB) im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert.
9. Steuergerät (11) für eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkraftmaschine (1) einen Brennraum (4) aufweist, in den Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase einspritzbar ist, wobei das Steuergerät (11) bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine (1) den Einspritzbeginn (t_EB) im Bereich des oberen Totpunktes (OT) der Ansaugphase einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) bei einem Wiederholkaltstart den Einspritzbeginn (t_EB) im Vergleich zu einem Kaltstart zu späteren Zeitpunkten hin verlagert.
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