DE10315398A1

DE10315398A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10315398A1
Application number: DE2003115398
Authority: DE
Inventors: Hua Dr. Gao; Norbert Pelz; Martin Schlecker; Andreas Sprysch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-04-05
Also published as: DE10315398B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Ottomotors mit Direkteinspritzung, wobei von einem Nockenwellensensor der Brennkraftmaschine eine Drehung einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine abgetastet und ein entsprechendes Nockenwellensignal erzeugt wird und wobei ferner von einem Kurbelwellensensor eine Drehung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abgetastet und ein entsprechendes Kurbelwellensignal erzeugt wird. Hierbei wird aus dem Nockenwellensignal und aus dem Kurbelwellensignal jeweils eine Drehzahl und ein Drehzahlgradient bestimmt und Zündung und Einspritzung von Kraftstoff abgeschaltet, wenn sowohl für das Nockenwellensignal als auch für das Kurbelwellensignal der Drehzahlgradient negativ wird und die Drehzahl unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Ottomotors mit Direkteinspritzung, wobei von einem Nockenwellensensor der Brennkraftmaschine eine Drehung einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine abgetastet und ein entsprechendes Nockenwellensignal erzeugt wird und wobei ferner von einem Kurbelwellensensor eine Drehung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abgetastet und ein entsprechendes Kurbelwellensignal erzeugt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge wird nach einem Abwürgen der Brennkraftmaschine und Rückwärtsrollen des Kraftfahrzeuges, beispielsweise an einem Berg, die Einspritzung nicht unterbunden, wenn durch das Rückwärtsrollen in eingekuppelten Zustand die Kurbelwelle und damit auch der Ventiltrieb gedreht wird. Dies hat zur Folge, daß beim üblicherweise unmittelbar darauffolgenden Neustart ein zu fettes Gemisch vorliegt, was ein schlechtes Startverhalten bedingt. Teilweise wird zusätzlich von einem Steuergerät für die Brennkraftmaschine fälschlicherweise ein "Drehzahlgeberfehler" erkannt und gespeichert, was bei einem Auslesen des Fehlerspeichers in einer Werkstatt zu unerwünschten Fehldiagnosen führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches fehlersicher und zuverlässig einen Zustand mit der Gefahr einer Rückwärtsdrehung der Brennkraftmaschine erkennt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei einem Verfahren der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß aus dem Nockenwellensignal und aus dem Kurbelwellensignal jeweils eine Drehzahl und ein Drehzahlgradient bestimmt wird und daß Zündung und Einspritzung von Kraftstoff abgeschaltet wird, wenn sowohl für das Nockenwellensignal als auch für das Kurbelwellensignal der Drehzahlgradient negativ wird und die Drehzahl unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt.
Dies hat den Vorteil, daß durch das Nutzen zweier unabhängiger Sensoren zur Ermittlung der Drehzahl und des Gradienten der Drehzahl eine sichere Erkennung bereits des Abwürgens der Brennkraftmaschine möglich ist und eine fehlerhafte Erkennung einer Rückwärtsbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgeschlossen werden kann. Dies erzielt eine zuverlässige Erkennung eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, bei dem die Gefahr einer unerwünschten Rückwärtsdrehung besteht.
Zweckmäßigerweise wird eine einmal aktivierte Abschaltung der Zündung und der Einspritzung von Kraftstoff wieder deaktiviert, wenn der Motor neu gestartet wird.
Eine hohe Fehlersicherheit der Rückwärtsdreherkennung erzielt man dadurch, daß die Abschaltung der Zündung und der Einspritzung von Kraftstoff unabhängig von Drehzahl und Drehzahlgradient deaktiviert wird, wenn aus dem Nockenwellensignal ein Fehler für den Nockenwellensensor und/oder wenn aus dem Kurbelwellensignal ein Fehler für den Kurbelwellensensor erkannt wird.
Eine Plausibilisierung der Signale aus dem Nockenwellensensor und dem Kurbelwellensensor erzielt man dadurch, daß ein aus dem Nockenwellensignal ermittelter erster Wert für den Drehzahlgradienten und ein aus dem Kurbelwellensignal ermittelter zweiter Wert für den Drehzahlgradienten miteinander verglichen werden und daß die Abschaltung von Zündung und Einspritzung von Kraftstoff nur dann aktiviert wird, wenn ein Betrag einer Differenz aus erstem und zweiten Wert kleiner als ein vorbestimmter dritter Wert ist, bzw. daß ein aus dem Nockenwellensignal ermittelter vierter Wert für die Drehzahl und ein aus dem Kurbelwellensignal ermittelter fünfter Wert für die Drehzahl miteinander verglichen werden und daß die Abschaltung von Zündung und Einspritzung von Kraftstoff nur dann aktiviert wird, wenn ein Betrag einer Differenz aus viertem und fünftem Wert kleiner als ein vorbestimmter sechster Wert ist.
Eine Erkennung eines vermeintlichen "Drehzahlgeberfehlers" erzielt man dadurch, daß zusätzlich eine Diagnosefunktion bzgl. eines Drehzahlgebers abgeschaltet wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Fig. ein schematisches Ablaufdiagramm für eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei der aus der einzigen Fig. ersichtlichen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine wird ein Kurbelwellensignal 10 der Brennkraftmaschine in Form einer "Zahnzeit Kurbelwelle (KW)" einem ersten Inverter 12 zugeführt. Am Ausgang des ersten Inverters 12 liegt eine aus dem Kurbelwellensignal 10 abgeleitete Drehzahl 14 vor. Diese Drehzahl 14 wird in einem nachfolgenden ersten Vergleicher 16 mit einem vorbestimmten ersten Schwellwert verglichen und das Ergebnis als logisches Signal (WAHR/FALSCH) einer UND-Verknüpfung 18 zugeführt, wobei der erste Vergleicher 16 ein logisches "WAHR" ausgibt, wenn ein Wert der Drehzahl 14 kleiner als der erste Schwellwert ist, und ein logisches "FALSCH" ausgibt, wenn ein Wert der Drehzahl 16 gleich oder größer als der erste Schwellwert ist.
Zusätzlich wird die Drehzahl 14 einem ersten Differenzierer 20 zugeführt, der aus der Drehzahl 16 durch differenzieren einen Drehzahlgradienten berechnet und das differenzierte Drehzahlsignal wird in einem nachfolgenden Filter 22 gefiltert und in einem nachfolgenden zweiten Vergleicher 24 mit einem vorbestimmten zweiten Schwellwert verglichen und das Ergebnis als logisches Signal (WAHR/FALSCH) der UND-Verknüpfung 18 zugeführt. Hierbei gibt der zweite Vergleicher 24 ein logisches "WAHR" aus, wenn ein Wert des Drehzahlgradienten kleiner als der zweite Schwellwert ist, und ein logisches "FALSCH" aus, wenn ein Wert des Drehzahlgradienten gleich oder größer als der zweite Schwellwert ist.
Ein Nockenwellensignal 26 der Brennkraftmaschine in Form einer "Zahnzeit Nockenwelle (NW)" wird einem zweiten Inverter 28 zugeführt. Am Ausgang des zweiten Inverters 28 liegt eine aus dem Nockenwellensignal 26 abgeleitete Drehzahl 30 vor. Diese Drehzahl 30 wird in einem nachfolgenden dritten Vergleicher 32 mit einem vorbestimmten dritten Schwellwert verglichen und das Ergebnis als logisches Signal (WAHR/FALSCH) der UND-Verknüpfung 18 zugeführt, wobei der dritte Vergleicher 32 ein logisches "WAHR" ausgibt, wenn ein Wert der Drehzahl 30 kleiner als der dritte Schwellwert ist, und ein logisches "FALSCH" ausgibt, wenn ein Wert der Drehzahl 30 gleich oder größer als der dritte Schwellwert ist.
Zusätzlich wird die Drehzahl 30 einem zweiten Differenzierer 34 zugeführt, der aus der Drehzahl 30 durch differenzieren einen Drehzahlgradienten berechnet und das differenzierte Drehzahlsignal wird in einem nachfolgenden vierten Vergleicher 36 mit einem vorbestimmten vierten Schwellwert verglichen und das Ergebnis als logisches Signal (WAHR/FALSCH) der UND-Verknüpfung 18 zugeführt. Hierbei gibt der vierte Vergleicher 36 ein logisches "WAHR" aus, wenn ein Wert des Drehzahlgradienten kleiner als der vierte Schwellwert ist, und ein logisches "FALSCH" aus, wenn ein Wert des Drehzahlgradienten gleich oder größer als der vierte Schwellwert ist. Zweckmäßigerweise ist dieser vierte Schwellwert null, so daß der vierte Vergleicher 36 ein logisches "WAHR" ausgibt, wenn der Drehzahlgradient negativ ist.
Die logische UND-Verknüpfung 18 gibt bei 38 nur dann ein logisches Signal "WAHR" aus, wenn alle Vergleicher 16, 24, 32 und 36 ein logisches "WAHR" liefern, d.h. wenn sowohl die aus dem Nockenwellensignal 26 als auch die aus dem Kurbelwellensignal 10 abgeleitete Drehzahl kleiner als der jeweilige vorbestimmte Schwellwert sind und wenn der aus dem Nockenwellensignal 26 als auch der aus dem Kurbelwellensignal 10 abgeleitete Drehzahlgradient negativ ist. In vorteilhafter Weise ist dabei der erste Schwellwert gleich dem dritten Schwellwert und der zweite Schwellwert gleich dem vierten Schwellwert.
Ein logisches "WAHR" bei 38 bedeutet, daß ein Abwürgen der Brennkraftmaschine erkannt wurde, woraufhin erfindungsgemäß Zündung und Einspritzung von Kraftstoff so lange abgeschaltet wird, bis die Brennkraftmaschine erneut gestartet wird. Diese neuartige Funktion der Abwürgeerkennung, erkennt den Zeitpunkt des Abwürgens der Brennkraftmaschine und schaltet frühzeitig die Zündung, Einspritzung und Diagnosefunktion ab. Diese Funktionen werden erst beim nächsten Neustart der Brennkraftmaschine wieder freigegeben.
Dadurch, daß sowohl das Nockenwellensignal als auch das Kurbelwellensignal verwendet wird, erhöht sich eine Robustheit des Verfahrens und fehlerhafte Erkennungen werden eliminiert. Unterhalb eines bestimmten Drehzahlniveaus und bei Erreichen eines negativen Drehzahlgradienten wird die Abschaltfunktion aktiviert. Die Signale aus einem Nockenwellengeber und einem Kurbelwellengeber werden plausibilisiert. Durch das Nutzen zweier unabhängiger Sensoren zur Ermittlung der Drehzahl und dessen Gradienten wird eine fehlerhafte Erkennung ausgeschlossen. Sollte ein Defekt an einem der Sensoren erkannt werden, so wird die Abwürgeerkennung und damit die Abschaltfunktion deaktiviert. Da das Nockenwellengebersignal nur sehr wenige Segmente aufweist und dadurch nur sehr wenige Geschwindigkeitsdaten pro Umdrehung liefert, erfolgt eine Erkennung auch dann, wenn das Signal im letzten Segment plausibilisiert wurde.
Erfindungsgemäß wird somit statt der eigentlichen Rückwärtsdrehung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine bereits das Abwürgen der Brennkraftmaschine zuverlässig erkannt. Unabhängig davon, ob dem Abwürgen tatsächlich ein Rückwärtsrollen folgt oder nicht, wird die Zündung und die Zufuhr von Kraftstoff abgeschaltet.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Ottomotors mit Direkteinspritzung, wobei von einem Nockenwellensensor der Brennkraftmaschine eine Drehung einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine abgetastet und ein entsprechendes Nockenwellensignal erzeugt wird und wobei ferner von einem Kurbelwellensensor eine Drehung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abgetastet und ein entsprechendes Kurbelwellensignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Nockenwellensignal und aus dem Kurbelwellensignal jeweils eine Drehzahl und ein Drehzahlgradient bestimmt wird und daß Zündung und Einspritzung von Kraftstoff abgeschaltet wird, wenn sowohl für das Nockenwellensignal als auch für das Kurbelwellensignal der Drehzahlgradient negativ wird und die Drehzahl unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Zündung und der Einspritzung von Kraftstoff deaktiviert wird, wenn der Motor neu gestartet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Zündung und der Einspritzung von Kraftstoff unabhängig von Drehzahl und Drehzahlgradient deaktiviert wird, wenn aus dem Nockenwellensignal ein Fehler für den Nockenwellensensor und/oder wenn aus dem Kurbelwellensignal ein Fehler für den Kurbelwellensensor erkannt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem Nockenwellensignal ermittelter erster Wert für den Drehzahlgradienten und ein aus dem Kurbelwellensignal ermittelter zweiter Wert für den Drehzahlgradienten miteinander verglichen werden und daß die Abschaltung von Zündung und Einspritzung von Kraftstoff nur dann aktiviert wird, wenn ein Betrag einer Differenz aus erstem und zweiten Wert kleiner als ein vorbestimmter dritter Wert ist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem Nockenwellensignal ermittelter vierter Wert für die Drehzahl und ein aus dem Kurbelwellensignal ermittelter fünfter Wert für die Drehzahl miteinander verglichen werden und daß die Abschaltung von Zündung und Einspritzung von Kraftstoff nur dann aktiviert wird, wenn ein Betrag einer Differenz aus viertem und fünftem Wert kleiner als ein vorbestimmter sechster Wert ist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Diagnosefunktion bzgl. eines Drehzahlgebers abgeschaltet wird.