DE102020201845A1 - Method for controlling an internal combustion engine when the engine is started - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors bei einem Motorstart, umfassend im Wesentlichen die Phasen Startvorbereitung und Start, Hochlaufen, Warmlaufen, Übergang in den Soll-Leerlauf und Halten des Soll-Leerlaufs, wobei während der Hochlaufen-Phase eine vorbestimmte Startabwurfdrehzahl (n1) durchschritten wird, wobei erfindungsgemäß der Drehzahlverlauf ab der Startabwurfdrehzahl (n1) durch eine Leerlaufdrehzahlregelung gesteuert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine when the engine is started, comprising essentially the phases of start preparation and start, run-up, warm-up, transition to the target idling and maintaining the target idling, with a predetermined start-up speed (n1 ) is stepped through, wherein, according to the invention, the speed curve from the starting shedding speed (n1) is controlled by an idle speed control, as well as a device for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors bei einem Motorstart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine when the engine is started according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method.

Im Stand der Technik wurde beim Motorstart eines Verbrennungsmotors bislang mit einer vorgesteuerten Einspritzmenge der Motor bis auf die angehobene Startdrehzahl hochgedreht. Diese Einspritzmenge wurde für den „worst case“ -Kaltstart bestimmt. Dann wurde aus dieser angehobenen Drehzahl nach einer bestimmten Zeit in die Leerlaufdrehzahlregelung übergegangen. Die Zeitfunktion bis zum Übergang in die Leerlaufdrehzahlregelung kann beispielsweise temperaturabhängig sein. Nach Ablauf der temperaturabhängigen Zeitfunktionen wird die Gemischzusammensetzung und die Einspritzmenge zum Beispiel nach den Werten eines Stationärkennfeldes bestimmt.In the prior art, when the engine of an internal combustion engine is started, the engine has hitherto been turned up to the increased starting speed with a pilot-controlled injection quantity. This injection quantity was determined for the "worst case" cold start. Then, after a certain period of time, there was a transition from this increased speed to idle speed control. The time function up to the transition to idle speed control can be temperature-dependent, for example. After the temperature-dependent time functions have elapsed, the mixture composition and the injection quantity are determined, for example, according to the values of a steady-state map.

Solche gattungsbildenden Verfahren zur Steuerung eines Motorstarts beziehungsweise zur Regelung der Drehzahl wenigstens eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs sind beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 3808819 A1 , in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10114050 A1 oder in der deutschen Offenlegungsschrift DE 102012018222 A1 beschrieben.Such generic methods for controlling an engine start or for regulating the speed of at least one drive motor of a motor vehicle are, for example, in the German Offenlegungsschrift DE 3808819 A1 , in the German Offenlegungsschrift DE 10114050 A1 or in the German Offenlegungsschrift DE 102012018222 A1 described.

Diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass Start und Drehzahlverlauf während des Startvorgangs motorindividuell sind und sich der Motorstart je nach vorgesteuerter Einspritzmenge abhängig von den Umgebungstemperaturen immer unterschiedlich anfühlt. Zudem erfolgt nach Startabwurf jeweils ein Drehzahlüberschwinger, welcher ebenfalls je nach individuellem Motor und Umgebungsbedingungen unterschiedlich ausfällt.What these known methods have in common is that the start and speed curve during the starting process are engine-specific and the engine start always feels different depending on the pre-controlled injection quantity depending on the ambient temperatures. In addition, a speed overshoot occurs after the take-off, which also turns out differently depending on the individual engine and environmental conditions.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, das bei einer weiterhin verlässlichen Startsicherheit zu einem Drehzahlverlauf bei einem Start eines Verbrennungsmotors führt, welcher sich auch bei geänderten Umgebungstemperaturen oder bei einem anderen Motor einheitlich anfühlt. Große Drehzahlüberschwinger insbesondere bei einem Kaltstart sollten vermieden werden.The object of the present invention is to provide a method and a device for carrying out the method which, while still reliable starting security, leads to a speed curve when starting an internal combustion engine which feels uniform even with changed ambient temperatures or with a different engine. Large speed overshoots, especially during a cold start, should be avoided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 6 gelöst.The object is achieved according to the invention with a method according to claim 1 and a device for carrying out a method according to the invention according to claim 6.

Das Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors bei einem Motorstart umfasst im Wesentlichen die Phasen Startvorbereitung und Start, Hochlaufen, Warmlaufen, Übergang in den Soll-Leerlauf und Halten des Soll-Leerlaufs, wobei während der Hochlaufen-Phase eine vorbestimmte Startabwurfdrehzahl durchschritten wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drehzahlverlauf ab der Startabwurfdrehzahl durch eine Leerlaufdrehzahlregelung gesteuert wird.The method for controlling an internal combustion engine when the engine is started essentially comprises the phases of start preparation and start, run-up, warm-up, transition to the target idle and maintenance of the target idle, with a predetermined starting shedding speed being passed during the run-up phase. According to the invention, it is provided that the speed profile is controlled by an idle speed control from the start release speed.

In einer ersten Phase des Startens eines Verbrennungsmotors werden im Allgemeinen verschiedene, den Start vorbereitende Vorgänge ausgeführt, wie zum Beispiel die Synchronisation von Nocken- und Kurbelwellenpositionen, die Stellung von Drosselklappen oder das Vorheizen von Glühkerzen. Sind die vorbereitenden Vorgänge abgeschlossen, erfolgt der Start.In a first phase of starting an internal combustion engine, various processes that prepare for the start are generally carried out, such as, for example, the synchronization of cam and crankshaft positions, the position of throttle valves or preheating of glow plugs. Once the preparatory processes have been completed, the start takes place.

In einer sich an den Start anschließenden Phase des Verfahrens wird die Drehzahl des Motors erhöht. Dies erfolgt im Allgemeinen nach einem vorgegebenen linear kontinuierlichen Verlauf. In dieser Hochlaufphase wird der Motor zunächst durch einen Antriebsmotor angetrieben. Die Regelung der Drehzahl kann beispielsweise gemäß der technischen Lehre der DE 10 2012 018 222 A1 erfolgen. Hat der Verbrennungsmotor eine vorbestimmte Startabwurfdrehzahl in der Hochlaufphase erreicht, kann der Antriebsmotor vom Verbrennungsmotor abgekoppelt werden, da der Verbrennungsmotor ab dieser Startabwurfdrehzahl selbstständig läuft.In a phase of the method that follows the start, the speed of the motor is increased. This generally takes place according to a predetermined linearly continuous course. In this run-up phase, the motor is initially driven by a drive motor. The regulation of the speed can, for example, according to the technical teaching of DE 10 2012 018 222 A1 respectively. If the internal combustion engine has reached a predetermined starting release speed in the run-up phase, the drive motor can be decoupled from the internal combustion engine, since the internal combustion engine runs independently from this starting release speed.

Die Hochlaufphase wird solange - auch über das Erreichen der Startabwurfdrehzahl hinaus - weitergeführt, bis eine ebenfalls vorbestimmbare angehobene Drehzahl erreicht ist. Die angehobene Drehzahl des Verbrennungsmotors liegt höher als die spätere Soll-Leerlaufdrehzahl und dient dem Stabilisieren des Verbrennungsmotors.The run-up phase is continued - even after the start release speed has been reached - until a likewise predeterminable increased speed is reached. The increased speed of the internal combustion engine is higher than the later setpoint idling speed and serves to stabilize the internal combustion engine.

In der Warmlaufphase oder Stabilisierungsphase des vorliegenden Verfahrens wird die Drehzahl bei der erreichten angehobenen Drehzahl gehalten, bevor sie in der Übergangsphase zur Soll-Leerlaufdrehzahl abgesenkt wird. Das Absenken kann je nach Umgebungstemperatur und Motor schneller oder langsamer erfolgen. Bevorzugt sieht das erfindungsgemäße Verfahren eine verrampte Absenkung der Drehzahl von der angehobenen Drehzahl der Warmlauf- bzw. Stabilisierungsphase bis zum Erreichen der Soll-Leerlaufdrehzahl vor.In the warm-up phase or stabilization phase of the present method, the speed is maintained at the increased speed reached before it is reduced in the transition phase to the setpoint idling speed. The lowering can be faster or slower depending on the ambient temperature and the engine. The method according to the invention preferably provides for a ramped reduction in speed from the increased speed of the warm-up or stabilization phase until the target idle speed is reached.

Ist die Soll-Leerlaufdrehzahl erreicht, schließt sich die Phase des Haltens der Soll-Leerlaufdrehzahl an und das Verfahren der Steuerung des Startvorgang ist erfolgreich abgeschlossen.If the target idling speed is reached, the phase of maintaining the target idling speed follows and the method of controlling the starting process is successfully completed.

Erfindungsgemäß ist nun im Gegensatz zu den bisher bekannten Regelungen der Drehzahl eines Verbrennungsmotors während des Motorstarts vorgesehen, dass der Drehzahlverlauf ab der Startabwurfdrehzahl durch eine Leerlaufdrehzahlregelung gesteuert wird. Es erfolgt mithin bereits ab einem sehr frühen Zeitpunkt eine Regelung über die - bisher erst ab Erreichen der Soll-Leerlaufdrehzahl einsetzende - Leelaufdrehzahlregelung.According to the invention, in contrast to the previously known controls of the speed of an internal combustion engine during the engine start, it is provided that the speed profile from the Start shedding speed is controlled by an idle speed control. Therefore, from a very early point in time, regulation takes place via the idle speed control, which previously only started when the setpoint idle speed was reached.

Die Leerlaufdrehzahl wird bevorzugt unabhängig von verschiedenen Einflussgrößen wie z.B. Einlaufzustand des Motors (Reibmoment), Ansauglufttemperatur und Atmosphärendruck auf einen konstanten Wert geregelt. Dazu wird die gemessene Motordrehzahl laufend mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und bei Abweichung des Mittelwertes um mehr als einen bestimmten Schwellenwert, zum Beispiel um mehr als 10 1/min oder mehr als 20 1/min, kann eine entsprechende Maßnahme zur Erhöhung oder Erniedrigung der Drehzahl angeordnet werden, wie beispielsweise die Position der Drosselklappe mit einem Stellglied dem Sollwert an zu passen (Füllungsänderung).The idle speed is preferably regulated to a constant value independently of various influencing variables such as the running-in condition of the engine (friction torque), intake air temperature and atmospheric pressure. For this purpose, the measured engine speed is continuously compared with a specified target value and if the mean value deviates by more than a certain threshold value, for example by more than 10 1 / min or more than 20 1 / min, a corresponding measure can be taken to increase or decrease the speed be arranged, such as to adjust the position of the throttle valve with an actuator to the setpoint (change in charge).

Das Regelsystem kann so dimensioniert sein, dass die Leerlaufdrehzahl in allen vorkommenden Temperaturbereichen geregelt wird. Der Drehzahlsollwert wird dabei zum Beispiel der Saugrohrtemperatur nachgeführt. Sinkt die Motordrehzahl unter die Leerlaufsolldrehzahl, reagiert der Leerlaufregler darauf beispielsweise mit angehobener Einspritzmenge.The control system can be dimensioned in such a way that the idling speed is controlled in all occurring temperature ranges. The speed setpoint is adjusted to the intake manifold temperature, for example. If the engine speed falls below the target idle speed, the idle controller reacts to this, for example by increasing the injection quantity.

Durch die Leerlaufdrehzahlregelung ist es möglich, die Leerlaufdrehzahl im Mittel abzusenken, da der Einfluss von Einlaufzustand des Motors, Ansauglufttemperatur, Atmosphärendruck und das Zuschalten von Aggregaten kompensiert wird.With the idle speed control it is possible to lower the idle speed on average, since the influence of the running-in condition of the engine, intake air temperature, atmospheric pressure and the connection of units is compensated.

Die Leerlaufregelfunktion arbeitet nach dem Fachmann allgemein bekannten Methoden. Beispielsweise kann sie nach dem PI-Regelprinzip, mit oder ohne Totzone, oder nach dem PID-Prinzip ausgeführt werden. Die P-, D- und I-Anteile können je nach Abweichung von der Solldrehzahl unterschiedlich angepasst werden. Alternative oder kumulativ kann die Leerlaufdrehzahlregelung eine Momentenregelung sein oder umfassen. Hierbei stellt die Leerlaufregelung das notwenige Moment entsprechend ein, wodurch dann die Motordrehzahl ab Startabwurfdrehzahl nach der Sollwertvorgabe über das eingestellte Moment geformt wird.The idle control function works according to methods generally known to those skilled in the art. For example, it can be carried out according to the PI control principle, with or without a dead zone, or according to the PID principle. The P, D and I components can be adjusted differently depending on the deviation from the target speed. Alternatively or cumulatively, the idle speed control can be or include a torque control. Here, the idle control adjusts the necessary torque accordingly, whereby the engine speed from the starting shedding speed is shaped according to the setpoint value using the set torque.

In dem vorliegenden Verfahren gemäß der Erfindung ist die Startabwurfdrehzahl niedriger als die angehobene Drehzahl und auch niedriger als die Soll-Leerlaufdrehzahl.In the present method according to the invention, the starting shedding speed is lower than the increased speed and also lower than the target idling speed.

Aufgrund des neuen Regelungsregimes ist es möglich, die Startabwurfdrehzahl im Vergleich zu den bisherigen Steuerverfahren beim Motorstart eines Verbrennungsmotors deutlich niedriger zu wählen, weil zuvor Starthängenbleiber zu befürchten waren oder zu große angehobene Drehzahlen, welche auch als Drehzahlüberschwinger bezeichnet werden, vermehrt auftreten konnten. Diese Drehzahlüberschwinger werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund der sehr frühen Drehzahlformung durch die Leerlaufdrehzahlregelung weitgehend vermieden.Due to the new control regime, it is possible to select the starting shedding speed significantly lower compared to the previous control method when starting an internal combustion engine, because previously there was a risk of starting stuck or too high increased speeds, which are also known as speed overshoots, could occur more frequently. These speed overshoots are largely avoided with the method according to the invention due to the very early speed shaping by the idle speed control.

Die sogenannten Drehzahlüberschwinger im Stand der Technik kamen beispielsweise nach dem im Folgenden beschriebenen Verfahrensmuster zustande:

  • Damit ein Verbrennungsmotor möglichst sauber startet, ist in Abhängigkeit von Drehzahl, Motortemperatur und Einspritzdruck ein mehrdimensionales Kennfeld hinterlegt, welches Einspritzbeginn und Einspritzmenge für jede gerade erreichte Drehzahl festlegt. Diese Kennfeldregelung spielt mit der üblichen Leerlaufregelung zusammen, welche irgendwann im Startvorgang von „Leerlauf-Regler“ auf „Leerlauf-Enddrehzahlregler“ übergibt und beim Verlassen des einen Regelbereichs mit „Übergabe“ in den anderen Regelbereich einen Startwert braucht, der beim ersten Übertritt nicht unbedingt vorhanden ist und deshalb wiederum aus einem Kennfeld vorgegeben wird.
The so-called speed overshoots in the prior art came about, for example, according to the process model described below:
  • In order for an internal combustion engine to start as smoothly as possible, a multi-dimensional map is stored depending on the speed, engine temperature and injection pressure, which defines the start of injection and the injection quantity for each speed that has just been reached. This map control interacts with the usual idle control, which at some point in the starting process transfers from "idle controller" to "idle final speed controller" and when leaving one control range with "transfer" to the other control range, a start value is required that does not necessarily need to be entered the first time is present and is therefore in turn specified from a map.

In der Annahme bzw. Vorgabe bisher, dass der Motor bei Kälte schlechter hochläuft, wird entsprechend der Kennfeldvorgabe einfach mehr eingespritzt. Wenn jetzt aber der Motor besser startet, und beispielsweise wegen der Verwendung von Leichtlauf-Öl leichter hochläuft, dann wird in diesem Fall zu viel eingespritzt. Zudem wird in bisher bekannten Verfahren noch ein Zeitglied einprogrammiert, das die Übergabe von einem in den anderen Reglerbereich absichtlich verzögert. Es kommt dann zum ungefährlichen Drehzahlüberschwinger, weil es als besser angesehen wurde, als wenn die Regelbereiche zu früh übergeben werden, und aufgrund des fehlenden Anschluss-Wertes der Motor somit wieder abstirbt. Der Drehzahlüberschwinger stellt somit eine Sicherheits-„Überlappung“ dar, da der Soll-Leerlauf-Regelbereich nach Abschluss des Startvorgangs schneller (ab)regelt als der reine Leerlauf-Regler-Bereich der Hoch-und Warmlaufphasen.In the assumption or specification up to now that the engine starts up worse in cold weather, more is simply injected according to the map specification. But if the engine starts better now, and starts up more easily because of the use of low-friction oil, for example, then too much is being injected. In addition, a timer is programmed in the previously known method, which deliberately delays the transfer from one controller area to the other. Then there is a harmless speed overshoot because it was considered better than if the control ranges were passed too early, and the motor thus dies again due to the missing connection value. The speed overshoot thus represents a safety "overlap", since the setpoint idle control range regulates (down) more quickly after the start process than the pure idle control range of the run-up and warm-up phases.

Bei einem Benzinverbrennungsmotor wird in den Verfahren nach dem Stand der Technik üblicherweise mit angefettetem Gemisch, mehr-Einspritzmenge und etwas mehr Luftdurchsatz gestartet. Um einen ausreichenden Sicherheitsbereich vorzugeben, wurde diese (Kalt-)Start-Grundeinstellung reichlich ausgelegt, damit der Motor auch wirklich gut anläuft. Nachdem die Soll-Leerlaufdrehzahl erreicht/durchschritten wurde, stellte die bisherige Regelung von „Start“ um auf „Kaltleerlauf“ bis letztendlich „Soll-Leerlauf“ erreicht ist.In the case of a gasoline internal combustion engine, the methods according to the prior art usually start with a rich mixture, more injection quantity and a little more air throughput. In order to provide a sufficient safety range, this basic (cold) start setting has been generously designed so that the engine starts really well. After the target idle speed has been reached / exceeded, the previous control switched from “Start” to “Cold idle” until finally “Target idle” is reached.

Diese im Stand der Technik durch andere Kennfeldregelungen gesteuerten Drehzahlverläufe und die jeweils zeitlich völlig anders, insbesondere viel später, gewählten Übergänge in die dauerhafte Leerlaufregelung führten mithin zu einem höheren Verbrauch und zu den beschriebenen Drehzahlüberschwingern. Dies ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem im Gegensatz zu den Startregelungen des Standes der Technik schon sehr früh ab Erreichen der Startabwurfdrehzahl die normale Leerlaufdrehzahlregelung angewendet wird, deutlich verbessert und Drehzahlüberschwinger sind bei gleichbleibend hoher Startsicherheit nicht oder nur sehr beschränkt zu befürchten.These are controlled by other map controls in the prior art Speed curves and the transitions to the permanent idle control selected at a completely different time, in particular much later, consequently led to higher consumption and the described speed overshoots. This is significantly improved with the method according to the invention, in which, in contrast to the start controls of the prior art, the normal idle speed control is applied very early on when the start release speed is reached, and speed overshoots are not to be feared, or only to a very limited extent, with the same high start security.

Zudem weist das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil auf, das nicht mehr motor-individuell und temperatur-individuell ein jeweils anderer Verlauf der Drehzahl während des Startvorgangs bis zum Erreichen der Soll-Leerlaufdrehzahl auftritt sondern die Leerlaufdrehzahlregelung unabhängig von den Temperaturen oder dem individuellen Motor für einen gleichbleibenden Verlauf der Drehzahlformung sorgt, auch wenn dieser Verlauf an die Betriebsgrößen angepasst absolute Drehzahlen vorsieht.In addition, the method according to the invention has the advantage that no longer engine-individually and temperature-individually a different course of the speed occurs during the starting process until the target idle speed is reached, but the idle speed control independent of the temperatures or the individual engine for a constant The course of the speed shaping ensures, even if this course provides for absolute speeds adapted to the operating variables.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Startabwurfdrehzahl und die Sollwerte der Leerlaufdrehzahlregelung abhängig von der Außentemperatur oder einer Betriebstemperaturgröße geändert.In one embodiment of the method according to the invention, the starting shedding speed and the setpoint values of the idling speed control are changed as a function of the outside temperature or an operating temperature variable.

Vorteilhafterweise kann so bei gleichbleibend hoher Startsicherheit eine Anpassung an Veränderungen in der Außentemperatur oder einer anderen Betriebstemperaturgröße wie beispielsweise der Motortemperatur oder der Öltemperatur erfolgen, ohne dass sich der Drehzahlverlauf des Startvorgangs für den Fahrer anders anfühlt als bei einem Start bei Durchschnittstemperaturen.Advantageously, an adaptation to changes in the outside temperature or another operating temperature variable such as the engine temperature or the oil temperature can take place with a consistently high starting reliability, without the speed curve of the starting process feeling different to the driver than when starting at average temperatures.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Regelung des Starts und der Hochlaufen-Phase vor Erreichen der Startabwurfdrehzahl anhand von ein- oder mehrdimensionalen Kennfeldern gesteuert.In one embodiment of the method according to the invention, the regulation of the start and the run-up phase is controlled on the basis of one-dimensional or multi-dimensional characteristic diagrams before the start release speed is reached.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Leerlaufdrehzahlregelung nach dem PI-Regelprinzip oder nach dem PID-Prinzip ausgeführt. Insbesondere wird die Leerlaufdrehzahlregelung gemäß der vorliegenden Erfindung als Momentenregelung ausgeführt.In a further embodiment of the invention, the idle speed control is carried out according to the PI control principle or according to the PID principle. In particular, the idle speed control according to the present invention is implemented as a torque control.

Die P-, D- und I-Anteile können in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens je nach Abweichung von der Solldrehzahl unterschiedlich angepasst werden.In one embodiment of the method according to the invention, the P, D and I components can be adapted differently depending on the deviation from the setpoint speed.

Hierdurch ist eine bessere Formung nach den vorgegebenen Sollwerten möglich. Mit anderen Worten kann hierdurch erreicht werden, dass die Istdrehzahl mit weniger großen Abweichungen weniger Korrektureingriffen der Solldrehzahl angepasst werden kann.This enables better shaping according to the specified target values. In other words, it can thereby be achieved that the actual speed can be adapted to the target speed with fewer large deviations and fewer corrective interventions.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungsvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Erhalt von Signaldaten, Einrichtungen zur Ausgabe von Steuersignalen und mindestens eine Recheneinheit umfasst, wobei das Verfahren insbesondere in der Recheneinheit ausgeführt wird.The invention further relates to a control device for carrying out a method according to the invention, the device comprising devices for receiving signal data, devices for outputting control signals and at least one processing unit, the method being carried out in particular in the processing unit.

Entsprechend der ermittelten Regelungsmaßnahmen werden Vorgaben zur Steuerung der Aktoren wie beispielsweise Einlass- und Drosselklappe, Einspritzventile, etc. von der Recheneinheit über die Einrichtungen zur Ausgabe von Steuersignalen and die Aktoren übermittelt. Auf diese Weise werden in allen genannten Phasen des Startvorganges eines Verbrennungsmotors die für einen sicheren Motorstart auch bei kalten und extrem kalten Temperaturen notwenigen Drehzahlen vorgegeben und die Istdrehzahl jeweils nach den Vorgaben geformt.In accordance with the control measures determined, specifications for controlling the actuators, such as inlet and throttle valves, injection valves, etc., are transmitted from the computing unit via the devices for outputting control signals to the actuators. In this way, in all the phases of the starting process of an internal combustion engine mentioned, the speeds required for a safe engine start, even at cold and extremely cold temperatures, are specified and the actual speed is formed according to the specifications.

Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, die Drehzahl in der Startphase vor Erreichen der Startabwurfdrehzahl, welche temperaturabhängig als Größe in der Recheneinheit hinterlegt sein kann, nach einer Kennfeld-Regelung zu steuern und ab Erreichen der Startabwurfdrehzahl nach der für den Soll-Leerlauf vorgesehenen Leerlaufdrehzahlregelung, welche auch für die Phase nach Abschluss des Startvorgangs in der Recheneinheit hinterlegt ist.According to the invention, it is provided here that the speed in the start phase before reaching the starting shedding speed, which can be stored as a variable in the arithmetic unit as a function of temperature, is controlled according to a map control and, once the starting shedding speed is reached, according to the idle speed regulation provided for the nominal idling, which also is stored in the arithmetic unit for the phase after the start process has been completed.

Im Folgenden werden expemplarisch einige typische Regelungsfunktionen in Bezug auf die einzelnen Phasen des Startvorgangs, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeführt werden, dargestellt.In the following, some typical control functions in relation to the individual phases of the starting process, which are carried out by the device according to the invention, are shown by way of example.

Phase I: Startvorbereitung und StartPhase I: start preparation and take-off

Beim Anlassen des Motors verarbeitet das Steuergerät die von den Messwertaufnehmern für Temperatur, Drosselklappenwinkel und Drehzahl erfassten Signale und steuert beispielsweise den Vordrosselsteller und den Drosselklappenansteller an.When the engine is started, the control unit processes the signals recorded by the sensors for temperature, throttle valve angle and speed and controls, for example, the pre-throttle actuator and the throttle actuator.

Phase II: HochlaufPhase II: ramp-up

Unmittelbar nach dem Anspringen des Motors muss das bei tiefen Temperaturen benötigte fette Startgemisch abgemagert werden. Um dies zu erreichen, wird über das Steuergerät beispielsweise das Schließmoment des Vordrosselstellers verringert, wodurch sich die Vordrossel entsprechend öffnet. Zur Vermeidung zu hoher Drehzahlen nach dem Start kann zum Beispiel die Drosselklappe über das elektronische Steuergerät und den Drosselklappenansteller temperaturabhängig in Schließrichtung geschwenkt werden.Immediately after the engine starts, the rich starting mixture required at low temperatures must be emaciated. In order to achieve this, the control unit reduces the closing torque of the pre-throttle actuator, for example, whereby the pre-throttle opens accordingly. To avoid excessive engine speeds after the start, the throttle valve, for example, can be controlled via the electronic control unit and the The throttle valve actuator can be swiveled in the closing direction depending on the temperature.

Phase III: WarmlaufPhase III: warm-up

Mit fortschreitender Erwärmung des Motors werden die Füllung und das Mischungsverhältnis im Leerlauf in Abhängigkeit von den Eingangssignalen für Temperatur, Drehzahl und Drosselklappenwinkel fortlaufend angepasst. Nach Erreichen der Betriebstemperatur der Lambda-Sonde erfolgt eine zusätzliche Regelung über das Signal der Lambda-Sonde.As the engine heats up, the filling and the mixing ratio are continuously adapted in idle mode depending on the input signals for temperature, speed and throttle valve angle. After the lambda probe has reached its operating temperature, additional control takes place via the signal from the lambda probe.

Leerlauf bei BetriebstemperaturIdle at operating temperature

Nach dem Warmlauf des Motors ist die Vordrossel weitgehend geöffnet und die Warmlaufanreicherung nicht mehr wirksam. Der Anschlag für die Stellung der Drosselklappe ist entsprechend der verringerten Reibung und der abgesenkten Solldrehzahl für betriebswarmen Motor zurückgenommen.After the engine has warmed up, the choke is largely open and the warm-up enrichment is no longer effective. The stop for the position of the throttle valve has been withdrawn in accordance with the reduced friction and the reduced target speed for an engine at operating temperature.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and on the basis of the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figure can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in der 1 eine Prinzipdarstellung eines Diagramms, das die Drehzahl n in Abhängigkeit der Zeit t darstellt. Kurve A gibt den zeitlichen Verlauf der Drehzahlsollwerte, welche anhand von Kennfeldern und der Leerlaufregelung hinterlegt sind, wieder. Bis zum Zeitpunkt t0 wird in der ersten Phase die Startvorbereitung, beispielsweise mit der Synchronisation der Kurbel- und Nockenwellenpositionen durchgeführt und es erfolgt der Start des Verbrennungsmotors. Zwischen den Zeitpunkten t0 und t2 schließt sich die Phase des Hochlaufens an. Während dieser Phase wird eine vorbestimmte Startabwurfdrehzahl n1 zum Zeitpunkt t1 durchschritten. Zum Zeitpunkt t2 erreicht die Drehzahl die ebenfalls vorbestimmte angehobene Drehzahl n2. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird die Phase des Warmlaufens durchlaufen, bei welcher der Verbrennungsmotor bei der angehobenen Drehzahl n2 gehalten wird, um ein effizientes Warmlaufen des Motors zu gewährleisten. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 erfolgt ein Übergang von der angehobenen Drehzahl n2 in den Soll-Leerlauf mit der Soll-Leerlaufdrehzahl n3, welche ab dem Zeitpunkt t3 gehalten wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drehzahlverlauf ab der Startabwurfdrehzahl n1 durch eine Leerlaufdrehzahlregelung gesteuert wird. Hierbei wird die Istdrehzahl, welche in der Figur als Kurve B schematisch dargestellt ist, nach der Sollvorgabe der Kurve A geformt. Dies kann beispielsweise anhand von Kennfeldern und einer PI- oder PID-Regelung erfolgen. Alternativ oder kumulativ kann die Leerlaufdrehzahlregelung eine Momentenregelung sein.The drawing shows in the 1 a schematic representation of a diagram that shows the speed n as a function of the time t. Curve A. shows the course of the speed setpoints over time, which are stored on the basis of characteristic maps and the idle speed control. Until then t 0 the start preparation, for example with the synchronization of the crankshaft and camshaft positions, is carried out in the first phase and the internal combustion engine is started. Between the points in time t 0 and t 2 the start-up phase follows. During this phase, a predetermined starting shedding speed becomes n1 at the point in time t 1 walked through. At the time t 2 the speed reaches the likewise predetermined increased speed n2. Between the points in time t 2 and t 3 the warm-up phase is run through, in which the internal combustion engine is held at the increased speed n2 in order to ensure efficient warm-up of the engine. Between the points in time t 3 and t 4 there is a transition from the increased speed n2 to the target idling speed with the target idling speed n3, which is from the point in time t 3 is held. According to the invention, it is provided that the speed curve is controlled by an idle speed control from the start release speed n1. Here, the actual speed, which is shown in the figure as a curve B. is shown schematically, according to the target specification of the curve A. shaped. This can be done, for example, on the basis of characteristic maps and a PI or PID control. Alternatively or cumulatively, the idle speed control can be a torque control.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

t0t0
Zeitpunkt Motorstart durch ZündungTime of engine start by ignition
t1t1
Zeitpunkt Erreichen der Startabwurfdrehzahl n1Point in time when the start shedding speed n1 is reached
t2t2
Zeitpunkt Erreichen der angehobenen Drehzahl n2Point in time when the increased speed n2 is reached
t3t3
Zeitpunkt Erreichen der Absenkung der angehobenen Drehzahl n2Point in time the lowering of the increased speed n2 is reached
t4t4
Zeitpunkt Erreichen der Soll-Leerlaufdrehzahl n3Point in time when the target idling speed n3 is reached
AA.
Kurve DrehzahlsollwerteSpeed setpoint curve
BB.
Kurve DrehzahlistwerteCurve actual speed values

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (6)

Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors bei einem Motorstart, umfassend im Wesentlichen die Phasen Startvorbereitung und Start, Hochlaufen, Warmlaufen, Übergang in den Soll-Leerlauf und Halten des Soll-Leerlaufs, wobei während der Hochlauf-Phase eine vorbestimmte Startabwurfdrehzahl (n1) durchschritten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlverlauf ab der Startabwurfdrehzahl (n1) durch eine Leerlaufdrehzahlregelung gesteuert wird.Method for controlling an internal combustion engine when the engine is started, comprising essentially the phases of start preparation and start, run-up, warm-up, transition to the target idling and maintaining the target idling, with a predetermined starting shedding speed (n1) being passed during the run-up phase, characterized in that the speed curve from the start release speed (n1) is controlled by an idle speed control. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Startabwurfdrehzahl (n1) und die Sollwerte der Leerlaufdrehzahlregelung abhängig von der Außentemperatur oder einer Betriebstemperaturgröße geändert werden.Procedure according to Claim 1 , whereby the starting shedding speed (n1) and the setpoints of the idle speed control are changed depending on the outside temperature or an operating temperature variable. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Regelung des Starts und der Hochlaufen-Phase vor Erreichen der Startabwurfdrehzahl (n1) anhand von ein- oder mehrdimensionalen Kennfeldern gesteuert wird.Procedure according to Claim 2 , whereby the regulation of the start and the run-up phase before reaching the start release speed (n1) is controlled on the basis of one- or multi-dimensional maps. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Leerlaufdrehzahlregelung nach dem PI-Regelprinzip oder nach dem PID-Prinzip ausgeführt wird.Procedure according to Claim 2 or 3 , whereby the idle speed control is carried out according to the PI control principle or according to the PID principle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die P-, D- und I-Anteile je nach Abweichung von der Solldrehzahl unterschiedlich angepasst werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the P, D and I components are adapted differently depending on the deviation from the target speed. Steuerungsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Erhalt von Signaldaten, Einrichtungen zur Ausgabe von Steuersignalen und mindestens eine Recheneinheit umfasst, wobei das Verfahren insbesondere in der Recheneinheit ausgeführt wird.Control device for performing a method according to one of the Claims 1 until 6th , wherein the device comprises devices for receiving signal data, devices for outputting control signals and at least one computing unit, the method in particular being carried out in the computing unit.
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