DE102004059641A1 - Verfahren zur Phasenerkennung einer Viertakt-Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Phasenerkennung einer Viertakt-Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Phasenerkennung einer Viertakt-Brennkraftmaschine (1) mit einem elektrischen Anlasser, der von einer Starterbatterie (25) mit elektrischer Spannung versorgt wird, sowie mit einem Geberrad (7) mit Zähnen (13) und Zahnlücken (14), das an einem Geber (9) vorbeigeführt wird, der unterschiedliche elektrische Signale abhängig von der Stellung zu einem Zahn (13) oder einer Zahnlücke (14) abgibt, wobei einer Markierung des Geberrades (9) ein bestimmter Kurbelwellenwinkel zugeordnet ist, werden die Einsatzmöglichkeiten gegenüber dem Stand der Technik erweitert und dabei eine zuverlässigere Phasenerkennung gewährleistet, indem der zeitliche Verlauf der Batteriespannung (UB) gemessen wird und dass bei einem negativen Spannungsgradienten bei Auftreten der Markierung eine Verdichtungsphase (VD) erkannt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Phasenerkennung einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit einem elektrischen Anlasser, der von einer Starterbatterie mit elektrischer Spannung versorgt wird sowie mit einem Geberrad mit Zähnen und Zahnlücken, das an einem Geber vorbeigeführt wird, der unterschiedliche elektrische Signale abhängig von der Stellung zu einem Zahn oder einer Zahnlücke abgibt, wobei einer Markierung des Geberrades ein bestimmter Kurbelwellenwinkel zugeordnet ist.
  • Elektronische Einspritzungen verdrängen mittlerweile zunehmend den Vergaser bei kleinen und kleinsten Verbrennungsmotoren. Grund dafür sind weltweit zunehmende schärfere Abgasvorschriften und ein hohes Einsparpotenzial bezüglich Kraftstoffverbrauch gegenüber einer Gemischbildung mit Vergaser. Bei kleinen und kleinsten Verbrennungsmotoren werden Road- und Offroad-Anwendungen unterteilt. Zu den Road-Anwendungen zählen beispielsweise Motorräder und kleine Drei-Radfahrzeuge, zu den Offroad-Anwendungen zählen zum Beispiel so genannte All-Terrain Vehicel (ATEV) oder Motorräder mit vier Rädern, Marineanwendungen wie Außenbordmotoren, Wassermobile (so genannte Jetskis), Schneemobile, Sitzrasenmäher, Aggregate zur Stromerzeugung oder so genannte Handhelds, zum Beispiel Kettensägen, Gebläse und dergleichen mehr. Für diese Anwendungen werden heutzutage meist Viertaktmotoren mit einem Zylinder verwendet. Damit Einspritzung und Zündung zum richtigen Zeitpunkt ausgegeben werden, also lediglich einmal pro Nockenwellenumgebung bzw. einmal alle zwei Kurbelwellenumdrehungen, muss bekannt sein, ob sich der Kolben im oberen Totpunkt der Ausstoßphase und damit des Ladungswechsels oder im oberen Totpunkt (OT) der Verdichtungsphase und damit der Verbrennung befindet. Ist die Lage der Nockenwelle zur Kurbelwelle bekannt, so gilt die Phase als erkannt. Die Bestimmung der oberen Totpunktposition des Kolbens erfolgt üblicherweise mit einem Inkrementgeberrad mit Lücke auf der Kurbelwelle und zum Beispiel einem Induktivgeber im Motorengehäuse oder einem Segmentgeberrad mit einem Hall-Geber. Die Bestimmung der Phase erfolgt üblicherweise über ein Geberrad auf der Nockenwelle und einem Induktivgeber, einer Blende auf der Nockenwelle und einem Hall-Geber, der Auswertung des Saugrohrdruckes bei Ein- oder Dreizylindermotoren oder der Auswertung der Drehzahl bei Ein- oder Dreizylindermotoren. Bei Motorsteuerungen ohne Phasenerkennung ist ein Betrieb der Brennkraftmaschine lediglich im Modus simultane Einspritzung und Doppelzündung, möglich. Dies kann eine Vielzahl von Nachteilen nach sich ziehen wie
    • – höhere thermische Belastung für Steuergerät und Zündspule;
    • – höhere Belastung für das Bordnetz, was insbesondere bei Kleinmotoren sehr kritisch ist;
    • – höherer Verschleiß der Zündkerzen;
    • – höhere Anzahl von Hochspannungsverbindungen;
    • – große Gefahr von Saugrohrpatschern;
    • – höhere Anzahl Schaltzyklen der Zündendstufen;
    • – bei mehrzylindrigen Motoren ist eine zylinderindividuelle Ausblendung nicht möglich.
  • Geberrad oder Blende auf der Nockenwelle mit zugehörigen Gebern sind zur Bestimmung der Phase aus konstruktiven Gründen und Kostengründen für einfache Systeme wenig geeignet. Das Verfahren mit Saugrohrdruckauswertung kann die Phase erst nach einigen Motorumdrehungen zuverlässig erkennen und dies auch nur wenn die Drosselklappe nicht zu weit geöffnet ist. Falls die Drosselklappe zu weit geöffnet ist wird im Ansaugtakt kein hinreichend signifikanter Druckverlauf im Saugrohr erkennbar sein, sodass die Phase nicht erkannt werden kann.
  • Bisherige elektronische Motorsteuerungen für kleine Motoren sind vom System her von den Pkw-Anwendungen abgeleitet. Bei Anwendung mit kleinen und kleinsten Einzylinderverbrennungsmotoren werden durch die konstruktiven und kostenrelevanten Einschränkungen keine Phasengeber zum Einsatz gebracht. Hier wird die Phasenerkennung über Saugrohrdruck bzw. Drehzahl eingesetzt. Bei der Phasenerkennung über den Saugrohrdruck ist es möglich, im Bereich von sehr kleiner Last bis ca. 50% Last durch Auswertung des Saugrohrdruckes die Phase zu erkennen. Sobald das Einlassventil öffnet, wird die im Saugrohr vorhandene Frischluftmenge durch den sich nach unten bewegenden Kolben in den Zylinder gesogen. Dies führt, abhängig von Volumenverhältnis zwischen Zylinder und Saugrohr, zu einer signifikanten Druckabsenkung im Saugrohr. In Verbindung mit der erkannten Lücke am Geberrad kann somit bestimmt werden, ob sich der Kolben im Zündungs- oder Ladungswechsel-OT befindet. Bei voll geöffneter Drosselklappe im Start ist es jedoch nicht möglich, die Phase zu bestimmen, da hier die Druckschwankungen im Saugrohr zu gering werden. Durch Auswertung des Drehzahlgradienten vor jeder oberen Totpunktlage des Kolbens ist es ebenfalls möglich die Phase zu bestimmen. Die im Kompressionstakt, welcher bis zum Zündungs-OT abgeschlossen ist, anfallende Kompressionsarbeit führt zu einem messbaren negativen Drehzahlgradienten. Das Ende des Messfensters zur Erfassung des Drehzahlgradienten liegt sinnvollerweise direkt bei der Lücke des Geberrades Das Messfenster ist je nach Bedarf auch beliebig verlängerbar, was z.B. bei zwei Zylindern mit asymmetrischer Zündung notwendig ist. Die Lücke liegt typischerweise 60 bis 80° Kurbelwelle vor dem oberen Totpunkt. Der Drehzahlgradient zum Ladungswechsel-OT hin ist geringer als der Drehzahlgradient zum Zündungs-OT. Eine zuverlässige Aussage über den Drehzahlgradienten ist nur bis zu einer gewissen Drehzahlschwelle möglich, da mit steigender Drehzahl die Drehzahlgradienten nicht mehr groß genug für eine zuverlässige Erkennung sind.
  • Probleme des Standes der Technik
  • Nachteilig an dem bekannten Verfahren nach Stand der Technik, mithin der Phasenerkennung über den Saugrohrdruck bzw. über den Drehzahlgradienten, ist, dass diese jeweils Einschränkungen bezüglich ihres Einsatzbereiches aufweisen. Eine Phasenerkennung des Saugrohrdrucks ist zum Beispiel bei voll geöffneter Drosselklappe nicht möglich, eine Phasenerkennung über den Drehzahlgradienten ist nur bis zu einer bestimmten Drehzahl möglich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Erkennung der Phase anzugeben, das die Einsatzmöglichkeiten gegenüber dem Stand der Technik erweitert und dabei eine zuverlässigere Phasenerkennung gewährleistet.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die zuvor genannten Probleme des Standes der Technik werden gelöst durch ein Verfahren zur Phasenerkennung einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit einem elektrischen Anlasser, der von einer Starterbatterie mit elektrischer Spannung versorgt wird sowie mit einem Geberrad mit Zähnen und Zahnlücken, das an einem Geber vorbeigeführt wird, der unterschiedliche elektrische Signale abhängig von der Stellung zu einem Zahn der einer Zahnlücke abgibt, wobei einer Markierung des Geberrades ein bestimmter Kurbelwellenwinkel zugeordnet ist, wobei der zeitliche Verlauf der Batteriespannung gemessen wird und dass bei einem negativen Spannungsgradienten bei Auftreten der Markierung eine Verdichtungsphase erkannt wird. Unter dem Auftreten der Markierung wird ein Winkelbereich um die Markierung herum verstanden, dies kann z.B. auch vor oder nach der Lücke liegen, z.B.: Lücke + x Anzahl Zähne.
  • Unter Zähnen und Zahnlücken werden hier auch zum Beispiel magnetische oder optische Markierungen oder dergleichen verstanden, die im Zusammenwirken mit einem entsprechenden – zum Beispiel induktiven oder optischen – Geber ein über den Kurbelwellenwinkel veränderliches elektrisches Signal erzeugen können. Unter der Markierung des Geberrades wird hier eine gegenüber den Zähnen und Zahnlücken unterscheidbare Markierung verstanden, dies kann zum Beispiel eine doppelt so breite Zahnlücke wie die übrigen Zahnlücken sein. Hier kann aber auch jede ande re Form der Markierung, z.B. eine besonders kleine Zahnlücke, ein größerer Zahn oder dergleichen als Markierung benutzt werden. Üblicherweise liegt die Markierung bei einem Kurbelwellenwinkel kurz vor dem oberen Totpunkt, beispielsweise etwa 60 bis 80° vor dem oberen Totpunkt. Der zeitliche Verlauf der Batteriespannung kennzeichnet den zeitlichen Verlauf der Spannung der Starterbatterie. Unter Spannungsgradient wird hier sowohl die Änderung der Batteriespannung über der Zeit als auch die Änderung der Batteriespannung über dem Kurbelwellenwinkel verstanden. Über die Drehzahl sind Zeit und Kurbelwellenwinkel ohnehin verknüpft, so dass beide Gradienten voneinander abgeleitet werden können. Unter Auftreten der Markierung wird hier verstanden, dass die Markierung des Geberrades an dem Geber vorbeigeführt wird, so dass der damit bezeichnete Kurbelwellenwinkel durch die Kurbelwelle eingenommen wird. Wird also die Markierung erkannt, so ist zwar der Kurbelwellenwinkel bekannt, nicht aber, ob es sich um die Verdichtungsphase oder die Ausstoßphase handelt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Verdichtungsphase erkannt wird, wenn mit auftretender Markierung oder kurz vor bzw. nach Auftreten der Markierung ein negativer Spannungsgradient der Batteriespannung gemessen wurde. Wurde zu dieser Zeit kein oder ein positiver Spannungsgradient gemessen, so gilt die Ausstoßphase als erkannt.
  • In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zusätzlich ein Drehzahlgradient zur Bestimmung der Verdichtungsphase herangezogen wird. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein negativer Drehzahlgradient eine Verdichtungsphase kennzeichnet. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass, dass zusätzlich ein Saugrohrdruck zur Bestimmung der Verdichtungsphase herangezogen wird, wobei vorzugsweise ein negativer Druckgradient eine Verdichtungsphase kennzeichnet. Auf diese Weise wird die Phase mit unterschiedlichen Verfahren, die voneinander unabhängig sind, plausibilisiert und bei fehlerhaften ersten Phasenerkennung mit Hilfe der anderen Verfahren, trotzdem die Phase richtig erkannt werden kann (verbesserte Verfügbarkeit).
  • Das Verfahren wird vorzugsweise nach Einbrechen der Batteriespannung durch die Anlasserbetätigung gestartet, da erst danach mit Spannungsschwankungen der Anlasserbatterie zu rechnen ist.
  • Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine Skizze einer Einzylinder-Brennkraftmaschine;
  • 2 die Batteriespannung der Starterbatterie über den Kurbelwellenwinkel;
  • 3 den Ausschnitt I aus 2;
  • 4 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.
  • 1 zeigt eine Skizze einer Einzylinder-Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinder 2, der zusammen mit einem Kolben 3 einen Brennraum 4 einschließt. Der Kolben 3 ist mit einem Pleuel 5 in bekannter Art und Weise mit einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle 6 verbunden. An der Kurbelwelle 6 ist eine Geberscheibe 7 angeordnet, welche eine Verzahnung 8 aufweist, die wechselweise aus Zähnen 13 und Zahnlücken 14 besteht, sodass bei deren Vorbeiführen an einen Geber 9 ein elektrisches Signal erzeugt wird. Das elektrische Signal des Gebers 9 wird einer elektronischen Steuereinheit 10 zugeführt. In 1 dargestellt ist ein Viertakt-Ottomotor, dieser umfasst des Weiteren mindestens ein Einlassventil 11 sowie mindestens ein Einlassventil 12, die zum Beispiel von einer hier nicht dargestellten Nockenwelle zum Beispiels mittels Kipphebeln oder dergleichen betätigt werden. Eine Zündkerze 15 dient in bekannter Art und Weise der Zündung des Gemisches, eine Einspritzdüse 16, die beispielsweise in den Ansaugkanal 17 kurz vor dem Einlassventil 11 einspritzt, dient der Gemischbildung. In dem Ansaugkanal 17 ist zudem eine Drosselklappe 18 angeordnet, die mit einem Drosselklappenpositionssensor 19 verbunden ist, der wiederum ein elektrisches Signal an das Steuergerät 10 übertragen kann. In dem Ansaugkanal 17 ist des weiteren ein Ansaugdrucksensor 20 angeordnet, mit dem der Druck in dem Ansaugkanal 17 gemessen und an das Steuergerät 10 übertragen werden kann. Ein durch das Steuergerät 10 elektrisch ansteuerbarer Bypass 21 dient der Leerlaufregelung. Die Einspritzdüse 16 ist mit einer Einspritzpumpe 22 über eine Hochdruckleitung 23 verbunden, wobei die Einspritzpumpe im vorliegenden Fall unmittelbar an einem Kraftstofftank 24 angeordnet ist. Eine Fahrzeugbatterie 25, die über einen Hauptschalter 26 mit dem Bordnetz verbindbar ist, dient der Stromversorgung der elektrischen Komponenten der Brennkraftmaschine. Nicht dargestellt im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Anlasser, der zum Beispiel wie im Stand der Technik bekannt über ein Freilaufgetriebe oder eine elektrisch schaltbare Kupplung mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 verbunden werden kann und einen Elektromotor umfasst, der zum Starten der Brennkraftmaschine benutzt wird. Ebenso nicht dargestellt ist eine Lichtmaschine, die als geregelter Generator dem Wiederaufladen der Fahrzeugbatterie 25 dient. Die Brennkraftmaschine 1 ist des weiteren mit einem Temperatursensor 27 ausgestattet, der ein elektrisches Signal zur Auswertung durch die elektronische Steuereinheit 10 liefert. Das Auslassventil 12 verbindet im geöffneten Zustand den Brennraum 4 mit einem Auspuff 29, der die Verbrennungsgase unter Schalldämmung an die Umgebung entlässt. An dem Auspuff 29 ist eine Lambda-Sonde 28 angeordnet, die den Restsauerstoff in den Auspuffgasen und damit das der Verbrennung zugrunde liegende Luft-/Sauerstoffverhältis (griechisch Lambda) misst und als elektrisches Signal an die elektronische Steuereinheit 10 überträgt.
  • Im Folgenden soll ein Anlassvorgang der zuvor grundsätzlich beschriebenen Einzylinder-Brennkraftmaschine dargestellt werden. Zum Anlassen wird die Kurbelwelle mittels des Anlassers ange trieben und auf eine Drehzahl gebracht, die in einer Verdichtungsphase eine Zündung eines zündfähigen Gemisches in dem Brennraum ermöglicht und so den Lauf der Brennkraftmaschine aus eigener Antriebsleistung ermöglicht. Der Anlassvorgang soll im Folgenden anhand des Spannungsverlaufs der Starterbatterie sowie des Drehzahlverlaufs beschrieben werden. Zunächst wird in 2 der Spannungsverlauf der Starterbatterie, gemessen als Spannung beispielsweise zwischen dem positiven und negativen Pol der Batterie, dargestellt. In 2 dargestellt ist über der Abszisse der Kurbelwellenwinkel, wobei dem Kurbelwellenwinkel jeweils direkt die vier Phasen des Arbeitstaktes eines 4-Taktmotors, nämlich die Phasen Ansaugen, Verdichten, Verbrennung und Ausstoßen, zugeordnet sind. Die linke Ordinate bezeichnet die Batteriespannung UB, die rechte Ordinate bezeichnet die Drehzahl n der Kurbelwelle. Die Abszisse ist zusätzlich in drei Phasen A, B, C eingeteilt, wobei in der Phase A zwar die elektrische Anlage über den Hauptschalter 26 zugeschaltet ist, aber der Anlasser noch nicht betätigt wird, in der Phase B der Anlasser betätigt wird und dreht und in der Phase C die Brennkraftmaschine aus eigener Kraft, d.h. ohne Anlasserbetrieb, läuft. Mit dem Zeitpunkt T0 wird der Anlasser betätigt, dies äußert sich in der Kurve. der Batteriespannung UB durch einen starken Einbruch von der Leerlaufspannung U0. In der weiteren Phase des Anlasserbetriebes ist zu erkennen, dass die Batteriespannung UB schwankt, mit zunehmender Drehzahl n, die vom Einschalten des Anlassers zum Zeitpunkt T0 Null beträgt bis hin zum Ausschalten des Anlassers, zu dem diese sich mit einem steilen Gradienten der Leerlaufdrehzahl nL nähert, stetig ansteigt.
  • In 3 ist der in 2 mit I gekennzeichnete Bereich vergrößert dargestellt. Die Arbeitstakte sind hier mit AN für Ansaugen, VD für Verdichten, VB für Verbrennen und AU für Ausstoßen gekennzeichnet. Zusätzlich ist über der Abszisse der Kurbelwellenwinkel zwischen 0 und 720° dargestellt und es sind die Lücken LK im Geberrad markiert. Unterhalb des Kurbelwellenwinkels ist der untere bzw. obere Totpunkt UT, OT des Kolbens gekennzeichnet.
  • Beim elektrischen Anlasser ist das angegebene Drehmoment im Wesentlichen eine Funktion des aufgenommenen Stromes. Bei einem Elektromotor mit Erregerwicklung als Anlasser ist das Moment im Wesentlichen vom Quadrat des aufgenommenen Stromes abhängig, bei einem Elektromotor mit Dauermagnet als Anlasser ist das Moment im Wesentlichen linear vom aufgenommenen Strom abhängig. Bei Kleinmotorenanwendungen und auch bei Personenkraftwagen werden in der Regel Elektromotoren mit Dauermagneten, und somit permanent erregte Elektromotoren, im Anlasser verwendet. Das von dem Anlasser abgegebene Moment kann also im Wesentlichen als proportional zum aufgenommenen Strom betrachtet werden. Ebenso ist aber auch die Klemmenspannung der Starterbatterie ab hängig vom abgegebenen Strom. Vereinfacht ist diese ebenso linear vom abgegebenen Strom abhängig, beispielsweise nach einer Formel U = U0 – RI·I, wobei U0 die Leerlaufspannung, RI der Innenwiderstand der Batterie, I der abgegebene Strom und U die Klemmenspannung ist. Die Klemmenspannung der Anlasserbatterie korreliert folglich in hohem Maße mit dem abgegebenen Moment des Anlassers.
  • Wie aus 3 zu erkennen ist, steigt die Batteriespannung in der Ansaugphase zunächst an, fällt in der Verdichtungsphase VD mit einem relativ steilen Gradienten ab, um einen Minimalwert zu erreichen und steigt über die Verbrennungsphase VB und die Ausstoßphase AU wieder an. Die Form dieses Anstieges hängt natürlich vom Ladzustand der Batterie und von der Belastung des Bordnetzes ab. Danach schließt sich ein weiterer Zyklus an. Die zur einer Lücke im Geberrad gehörenden möglichen Phasen, nämlich die Verdichtungsphase VD und die Ausstoßphase AU, unterscheiden sich in dem Gradienten der Batteriespannung. In der Verdichtungsphase liegt ein relativ starker negativer Spannungsgradient vor, in der Ausstoßphase AU liegt ein relativ großer positiver Spannungsgradient vor. Je nach Ladezustand der Batterie und Bordnetzbelastung kann es auch sein, dass hier der Spannungsgradient sehr gering ist oder gar nicht auftritt. Der Spannungsgradient wird nun in Messfenstern M1 und M2, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zeitlich vor der Lücke LK im Geberrad liegt, gemessen. Der Quotient ΔU1 durch M1 ist in die sem Fall negativ, und der Quotient ΔU2 durch M2 positiv oder unterhalb einer definierten Schwelle. Insofern kann der negativen Steigung der Batteriespannung über den Kurbelwellenwinkel eindeutig die Verdichtungsphase VD zugeordnet werden, der positiven Steigung oder keiner Steigung entsprechend die Ausstoßphase AU. Dadurch ist es möglich, die Lücke LK am Geberrad der Verdichtungsphase bzw. der Ausstoßphase zuzuordnen. Eventuell müssen dabei alle anderen nicht konstanten elektrischen Verbraucher (Zündspule, Einspritzventil, etc) deaktiviert werden. Ansonsten kann es sein, dass während der Phasensuche im Messfenster ein durch einen anderen Verbraucher als den E-Starter verursachter Spannungsgradient zu einer falschen Phasenerkennung führt.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach Betätigung des Anlassers zum Beispiel über einen Starterknopf in Schritt 30 wird in einem Schritt 31 zunächst bestimmt, ob der Anlasser dreht, zum Beispiel indem die Motordrehzahl an der Kurbelwelle eine definierte untere Schwelle überschritten hat. Danach erfolgt in einer als Schritt 32 bezeichneten Schleife eine Auswertung der Batteriespannung durch eine Abtastung zum Beispiel alle 10 Millisekunden. Dabei wird jeweils der Spannungsgradient über der Zeit bzw. in Verbindung mit der ermittelten Drehzahl über den Kurbelwellenwinkel bestimmt. Ist ein negativer Spannungsgradient in einem Schritt 33 zusammen mit einer Lücke am Geberrad im Schritt 34 erkannt, so folgt ein Verbrennungstakt im Schritt 35, und es ist in einem weiteren Schritt 36 die Phase, hier wie zuvor dargestellt durch einen negativen Spannungsgradienten zusammen mit einer Lücke als Verdichtungsphase, erkannt. Wird ein positiver Spannungsgradient in einem Schritt 33b erkannt oder eine definierte Schwelle nicht überschritten (kein Gradient erkannt) zusammen mit einer Lücke am Geberrad im Schritt 34b erkannt, so folgt ein Ansaugtakt im Schritt 35b. Die Phase ist mit dem Schritt 36b somit erkannt. Ab diesem Zeitpunkt befinden sich die Motorsteuerung im Modus A; sequentielle Einspritzung und Zündung. Im nächsten Schritt, hier als 37 bezeichnet, wird die Phasenerkennung mit weiteren bekannten Verfahren wie über Drehzahl oder Saugrohrdruck überprüft. Führt dies im Schritt 38 zum gleichen Ergebnis ist die Phase im Schritt 39 plausibilisiert. Der aktuelle Modus wird beibehalten. Falls das Ergebnis unterschiedlich ist wie Schritt 40 gezeigt wird die Phase in Schritt 41 verworfen und ein Wechsel in den Modus C; simultane Einspritzung und Doppel-Zündung vollzogen.
  • Befindet sich der Motor im befeuerten Betrieb, als Schritt 42 bezeichnet, so läuft der Verbrennungsmotor normalerweise im Modus B sequentielle Einspritzung und Zündung. In diesem Modus, mithin einem normalen Betrieb der Brennkraftmaschine, kann es vorkommen, wie in Schritt 43 gezeigt, dass die Phase aus Gründen wie Lücke nicht erkannt oder einzelner Zahn am Geberrad nicht erkannt und einem elektrischen Reset des Steuergerätes nicht mehr plausibel/bekannt ist. In diesem Fall wird sofort in den Modus C simultane Einspritzung und Doppel-Zündung gewechselt. Dies geschieht um sicherzustellen, dass der Verbrennungsmotor im befeuerten Betrieb bleibt. Werden nämlich Zündung und Einspritzung an einen falschen Zylinder ausgegeben, geht die Brennkraftmaschine aus. In der Phase C simultane Einspritzung und Doppel-Zündung, nach wie vor im befeuerten Betrieb, wird nun in einem Schritt 46 geprüft, ob sich der Motor im stationären Zustand und unterhalb einer oberen Drehzahl- und Lastschwelle befindet. Ist dies der Fall, so erfolgt in einem Schritt 47 die Phasenerkennung durch Auswertung des Saugrohrdruckes oder der Drehzahl. Ist die Phasenerkennung über Saugrohrdruck oder Drehzahl wie im Schritt 47 gezeigt erfolgreich, so kann wieder in die Phase B; sequentielle Einspritzung und Zündung, gewechselt werden. Ist die Phasenerkennung über Saugrohrdruck oder Drehzahl nicht möglich im Schritt 48 gezeigt, so wird in der Phase C; simultane Einspritzung und Doppel-Zündung, verharrt bis der Schritt 47 erfolgreich durchgeführt werden kann und im Schritt 49 die Phase wieder erkannt wurde. Der Verbrennungsmotor wird dann wieder im Modus B sequentielle Einspritzung und Zündung betrieben.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Phasenerkennung einer Viertakt-Brennkraftmaschine (1) mit einem elektrischen Anlasser, der von einer Starterbatterie (25) mit elektrischer Spannung versorgt wird sowie mit einem Geberrad (7) mit Zähnen (13) und Zahnlücken (14), das an einem Geber (9) vorbeigeführt wird, der unterschiedliche elektrische Signale abhängig von der Stellung zu einem Zahn (13) oder einer Zahnlücke (14) abgibt, wobei einer Markierung des Geberrades (9) ein bestimmter Kurbelwellenwinkel zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Batteriespannung (UB) gemessen wird und dass bei einem negativen Spannungsgradienten bei Auftreten der Markierung eine Verdichtungsphase (VD) erkannt wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Drehzahlgradient zur Bestimmung der Verdichtungsphase (VD) herangezogen wird.
  3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein negativer Drehzahlgradient eine Verdichtungsphase (VD) kennzeichnet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Saugrohrdruck zur Bestimmung der Verdichtungsphase (VD) herangezogen wird.
  5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein negativer Druckgradient eine Verdichtungsphase (VD) kennzeichnet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach Einbrechen der Batteriespannung (UB) durch die Anlasserbetätigung gestartet wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2453125A1 (de) * 2009-07-09 2012-05-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Startsteuerungssystem für verbrennungsmotor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102678362A (zh) * 2012-05-16 2012-09-19 联合汽车电子有限公司 无相位传感器识别三缸发动机1缸压缩上止点的系统
DE102018200526A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Startart einer Verbrennungskraftmaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2453125A1 (de) * 2009-07-09 2012-05-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Startsteuerungssystem für verbrennungsmotor
EP2453125A4 (de) * 2009-07-09 2013-05-15 Toyota Motor Co Ltd Startsteuerungssystem für verbrennungsmotor
US8532913B2 (en) 2009-07-09 2013-09-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Start-up control system for internal combustion engine

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