DE19538786A1

DE19538786A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19538786A1
Application number: DE19538786A
Authority: DE
Inventors: Walter Schlagmueller; Thomas Dipl Ing Wiesa; Rolf Dipl Ing Litzinger; Juergen Dr Ing Dr Rottler; Ralph Dipl Ing Schimitzek; Peter Dipl Ing Jauernig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-04-24
Also published as: JPH09112315A; IT1284900B1; US5771859A; ITMI962013A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufs einer Brennkraftmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Im wesentlichen aus Gründen des Umweltschutzes ist es beim Betrieb von Brennkraftmaschinen bekannt, aus dem Tank entweichende Benzindämpfe aufzufangen. Das erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines Aktivkohlefilters, der durch entsprechend getaktete Ansteuerung über ein zugeordnetes Tankentlüftungsventil in den Ansaugbereich der Brennkraftmaschine gespült wird. Dabei wird das Aktivkohlefilter regeneriert.

Aus der DE 39 14 536 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Ansteuerbarkeit eines Tankentlüftungsventils und eines Leerlaufstellers bekannt, bei dem von einer elektronischen Steuereinheit, welche Signale von Sensoren, wie z. B. einem Luftmengen messer, einem Drehzahlmesser oder einer λ-Sonde, auf nimmt, Steuerungsgrößen für wenigstens das Tankentlüf tungsventil, die Leerlaufluft und die Kraftstoffzumessung berechnet und Regenerierungsgasströme über eine ent sprechende Ansteuerung des Tankentlüftungsventils während des Betriebs dem Ansaugbereich der Brennkraftmaschine zugeführt werden und durch Vergleich von durch die elektronische Steuereinheit berechneter Größen mit vorgegebenen Werten auf die Funktionstüchtigkeit der dem Tankentlüftungsventil zugeordneten Steuerkette und der Leerlaufregelung geschlossen wird.

Das aus der DE 39 14 536 A1 offenbarte Verfahren er möglicht demnach, eine Stellglied-Diagnose für den Bereich der Tankentlüftung beim Betrieb eines Kraftfahr zeugs und bei laufendem Motor durchzuführen, die im wesentlichen unabhängig von dem Luft/Kraftstoff-Verhält nis des Regenerier-Gasstromes ist. Dabei wird die getaktete Ansteuerung des Tankentlüftungsventils le diglich zur Spülung der in dem Aktivkohlefilter ad sorbierten Benzindämpfe in den Ansaugbereich der Brenn kraftmaschine verwendet.

Neben der Spülung des Aktivkohlefilters wird jedoch das Tankentlüftungsventil und die Möglichkeit seiner An steuerung in keiner Weise während des Betriebs der Brennkraftmaschine genutzt. Insbesondere wird nicht die Möglichkeit genutzt, den durch das Betätigen des Tank entlüftungsventils entstehenden Gasstrom in irgendeiner Weise zur Steuerung des Laufs der Brennkraftmaschine zu nutzen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Tankentlüftungs ventil und die Möglichkeit seiner Ansteuerung zur Steuerung des Laufs, insbesondere zur Steuerung des Leerlaufs einer Brennkraftmaschine, ganz besonders des Leerlaufs bei defektem Leerlaufsteller oder defekter Drosselklappe zu nutzen und so vorteilhafte Laufeigen schaften der Brennkraftmaschine, insbesondere Notlauf eigenschaften der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung wird bei einem Verfahren und einer Vor richtung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Besonders vorteilhaft ist es, daß die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine mit Hilfe des Tankentlüftungsventils gesteuert wird. Auf diese Weise läßt sich das Tank entlüftungsventil zur Steuerung des Leerlaufs der Brennkraftmaschine verwenden, während gleichzeitig in dem Aktivkohlefilter aufgefangene Benzindämpfe in den Ansaugbereich der Brennkraftmaschine gespült werden. Durch gesteuertes Öffnen und Schließen des Tankentlüf tungsventils wird der Brennkraftmaschine im Leerlaufbe trieb neben dem von dem Leerlaufsteller zugeführten Gasstrom ein zusätzlicher Gasstrom zugeführt. Dies ermöglicht nicht nur eine wesentlich genauere Steuerung des Leerlaufs der Brennkraftmaschine, sondern auch eine einfachere und damit kostengünstigere Auslegung des Leerlaufstellers.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

So ist es beispielsweise besonders vorteilhaft, daß, insbesondere bei defektem Leerlaufsteller, aufgrund der Möglichkeit die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine mit Hilfe des Tankentlüftungsventils zu steuern, ein Not laufbetrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. Dabei wird neben der Steuerung der Luftzufuhr mit Hilfe des Tankentlüftungsventils vorteilhafterweise zusätzlich eine Drosselung der Brennkraftmaschine vorgenommen, die beispielsweise durch Zündwinkelverstellung und/oder Reduzierung der eingespritzten Kraftstoffmenge vor genommen wird.

Auf diese Weise wird nicht nur ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bei ausgefallenem Leerlaufsteller ermöglicht. Es ist darüber hinaus auch ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine möglich, wenn nicht notlauffähige Leerlaufsteller eingesetzt werden.

Es wird daher die Verwendung nicht notlauffähiger Leerlaufsteller ermöglicht, die technisch wesentlich einfacher und damit auch kostengünstiger herzustellen sind als herkömmliche notlauffähige Leerlaufsteller.

Vorteilhaft ist es auch, daß das Verfahren und die Vorrichtung bei praktisch jeglicher Art von Leerlaufstel lern verwendet werden kann. So ist es beispielsweise bei einer in einem parallel zum Ansaugkanal angeordneten Bypasskanal vorgesehenen Leerlaufklappe genauso verwend bar, wie bei einem Leerlaufsteller, der durch eine Ansteuerung der Drosselklappe der Brennkraftmaschine realisiert ist.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung, welche schematisch eine Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufs einer Brenn kraftmaschine in Verbindung mit der Leerlaufregelung und der Tankentlüftung bei Brennkraftmaschinen zeigt, noch näher erläutert.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, die Ansteuerbarkeit des Tankentlüftungsventils zur Steuerung des Leerlaufs einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Ermöglichung eines Notlaufs der Brenn kraftmaschine bei defektem Leerlaufsteller, zu nutzen.

Das Verfahren zur Steuerung des Leerlaufs einer Brenn kraftmaschine läßt sich am besten in Verbindung mit der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufs einer Brennkraftmaschine erläutern.

Wie in der Zeichnung dargestellt, weist eine Brenn kraftmaschine 10 einen Ansaugkanal 10a und einen Ab gaskanal 10b auf. In dem Ansaugkanal 10a ist eine Drosselklappe 20 angeordnet, die beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, im Falle eines elektronischen Fahrpedals elektronisch durch ein Steuergerät 21, oder über einen (nicht dargestellten) Seilzug abhängig von der Fahrpedalstellung auf an sich bekannte Weise mechanisch verstellbar ist.

Ferner ist in dem Ansaugkanal 10a ein Leerlaufsteller 30 angeordnet, der beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, durch eine in einem Bypasskanal 10c angeord nete Leerlaufklappe 31 realisiert sein kann, die von einem Stellglied 32 verstellt werden kann. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Steuerung des Leerlaufgasstromes selbstverständlich nicht zwangsläufig über eine Bypasslei tung 10c erfolgen muß. Statt dessen ist beispielsweise auch ein Leerlaufsteller möglich, der die Drosselklappe 20 selbst ansteuert. Grundsätzlich kann vorliegend jegliche Art von Leerlaufsteller eingesetzt werden.

Des weiteren ist ein Brennstoffverdunstungs-Rückhaltesy stem eines Brennstofftanks 40 vorgesehen, das im wesent lichen ein Aktivkohlefilter 41 und ein Tankentlüftungs ventil 42 umfaßt, welches den Auslaß des Aktivkohlefil ters 41 mit dem Ansaugbereich der Brennkraftmaschine 10 verbindet, wobei eine Einmündung in den Ansaugkanal 10a der Brennkraftmaschine 10 in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe 20 und dem Leerlaufsteller 30 angeordnet ist.

Außerdem ist ein Drehzahlgeber 50 vorgesehen, der zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 etwa induktiv die Zähne eines von der Brennkraftmaschine 10 angetriebenen Zahnrads erfaßt, eine Zündung 60 und eine Kraftstoffeinspritzanlage, die symbolisch durch im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine angeordnete Ein spritzventile 70 dargestellt ist.

Schließlich ist eine elektronische Steuereinheit 80 vorgesehen, welche das Stellglied 32 des Leerlaufstellers 30, die Kraftstoffeinspritzanlage, d. h. die Einspritzven tile 70, die Zündung 60 und das Tankentlüftungsventil 42 abhängig von dem Wert der Drehzahl, wie er von dem Drehzahlgeber 50 erfaßt wird, ansteuert.

Zur Steuerung des Leerlaufs der Brennkraftmaschine 10 wird nun kontinuierlich die Drehzahl der Brennkraftma schine durch den Drehzahlgeber 50 erfaßt und das von dem Drehzahlgeber 50 erfaßte Signal der Steuereinheit 70 zugeführt. Die Steuereinheit 70 berechnet nun Steuerungs größen für das Tankentlüftungsventil 42, den Leerlaufstel ler 30, die Kraftstoffzumessung und die Zündung 60 und gibt diese an die entsprechenden Stellelemente aus.

Zur Spülung des Aktivkohlefilters 41 wird das Tank entlüftungsventil 42 geöffnet, wodurch über eine Öffnung 43 zur Atmosphäre Luft zur Regenerierung des Aktivkohle filters 41 in den Ansaugkanal 10a angesaugt wird.

Dabei wird in vorteilhafter Weise ein Gasstrom durch Öffnen des Tankentlüftungsventils 42 in den Ansaugkanal 10a der Brennkraftmaschine 10 geleitet und zu deren Leerlaufsteuerung eingesetzt. Auf diese Weise ist nicht nur eine Steuerung des Leerlaufs der Brennkraftmaschine 10 durch Steuerung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine 10 mit Hilfe des Tankentlüftungsventils 42 möglich, sondern es wird gleichzeitig mit dieser Steuerung eine Regenerierung des Brennstoffverdunstungs-Rückhaltesystems erzielt.

Durch den über das Aktivkohlefilter 43 und das Tank entlüftungsventil 42 zusätzlich angesaugten Gasstrom kann der Leerlaufsteller 30 insgesamt auf einen kleineren Gasstromdurchsatz ausgelegt werden und auf diese Weise technisch einfach und damit kostengünstig hergestellt werden.

Ganz besonders ermöglicht aber die Steuerung der Luft zu fuhr der Brennkraftmaschine 10 mit Hilfe des Tankentlüf tungsventils 42 im Leerlauf einen Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bei defektem Leerlaufsteller 30. Beruht der Defekt zum Beispiels auf einer geschlossenen, festsitzenden Leerlaufklappe 31, so wird der Leerlauf durch eine mittels des Tankentlüftungsventils 42 gesteu erte Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine 10 sichergestellt und auf diese Weise ein Notlaufbetrieb der Brennkraftma schine 10 ermöglicht. Dabei wird neben dem gesteuerten Öffnen und Schließen des Tankentlüftungsventils 42 zusätzlich eine Drosselung der Brennkraftmaschine vorgenommen, die beispielsweise durch Zündwinkelver stellung und/oder Reduzierung der eingespritzten Kraft stoffmenge über die Einspritzventile 70 erzielt wird. Das optimale Öffnen/Schließen des Tankentlüftungsventils 42, die Zündwinkelverstellung und/oder die Reduzierung der eingespritzten Kraftstoffmenge wird dabei von dem Steuergerät 80 vorgenommen.

Dies hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Leerlauf steller 30 nicht als notlauffähiges Aggregat ausgelegt werden muß und auch insoweit technisch wesentlich einfacher und auch kostengünstiger herzustellen ist als herkömmliche notlauffähige Leerlaufsteller.

Grundsätzlich ergibt sich eine wesentlich bessere Auslastung der vorhandenen Aggregate der Brennkraftma schine und deren Steuerung.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die elektronische Steuereinheit 70 in Form von analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein kann. Es ist auch möglich, daß sie ganz oder teilweise zu sammengefaßt, entsprechende Bereiche von programmgesteu erten digitalen Systemen, beispielsweise Mikrorechnern, Mikroprozessoren, digitalen und analogen Logikschaltungen und dergleichen umfassen kann. Schließlich kann sie auch Bestandteil einer zentralen Motorsteuerung sein.

Außerdem sei darauf hingewiesen, daß neben der Steuerung des Leerlaufs einer Brennkraftmaschine mittels des Tankentlüftungsventils auch eine Steuerung bei ganz oder teilweise geöffneter Drosselklappe möglich ist. In diesem Betriebszustand kann durch eine zusätzliche gesteuerte Luftzufuhr über das Aktivkohlefilter 43 und das Tank entlüftungsventil 42 eine Feinregulierung der Steuerung der Brennkraftmaschine erzielt werden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Brennkraftmaschine 10, insbesondere im Leerlauf, durch sich zusätzlich ein- oder ausschaltende leistungsaufnehmende Aggregate belastet wird, beispielsweise durch das Einschalten eines Klima kompressors. Durch diese Feinregulierung des Betriebs der Brennkraftmaschine kann mit anderen Worten auf einfache Weise der Leistungsabfall kompensiert werden, der durch die Einschaltung eines eine große Leistung aufnehmenden Verbrauchers, wie z. B. eines Klimakompressors, ver ursacht wird.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung des Leerlaufs einer Brenn kraftmaschine in Verbindung mit der Leerlaufregelung und der Tankentlüftung bei einer Brennkraftmaschine mit einer elektronischen Steuereinheit, welcher den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakteri sierende Signale zugeführt werden und die mit Hilfe dieser Signale Steuerungsgrößen für wenigstens das Tankentlüftungsventil, den Leerlaufsteller, die Kraftstoffzumessung und die Zündung der Brennkraft maschine berechnet und an Stellelemente ausgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine (10) mithilfe des Tankentlüf tungsventils (42) gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei defektem Leerlaufsteller (30) zur Ermöglichung eines Notlaufbetriebs der Brenn kraftmaschine (10) neben der Steuerung der Luftzu fuhr mithilfe des Tankentlüftungsventils (42) zusätzlich eine Drosselung der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung der Brennkraftmaschine durch Zündwinkelverstellung und/oder Reduzierung der eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt.

4. Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufs einer Brenn kraftmaschine in Verbindung mit der Leerlaufregelung und der Tankentlüftung bei Brennkraftmaschinen mit einer elektronischen Steuereinheit, welcher den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakteri sierende Signale zugeführt werden und die mit Hilfe dieser Signale Steuerungsgrößen für wenigstens das Tankentlüftungsventil, den Leerlaufsteller, die Kraftstoffzumessung und die Zündung der Brennkraft maschine berechnet und an Stellelemente ausgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Tankentlüftungs ventil (42) zur Steuerung der Luftzufuhr der Brenn kraftmaschine (10) gesteuert öffen- und schließbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere bei defektem Leerlaufsteller (30) zur Ermöglichung eines Notlaufbetriebs der Brenn kraftmaschine (10), kombiniert mit der Steuerung der Luftzufuhr durch das Tankentlüftungsventil (42) zur Drosselung der Brennkraftmaschine (10) der Zündwin kel und/oder die eingespritzte Kraftstoffmenge regelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Leerlaufsteller (30) eine in einem parallel zum Ansaugkanal angeordneten By passkanal (10c) vorgesehene Leerlaufklappe ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlaufsteller (30) durch eine Ansteuerung der Drosselklappe (23) der Brennkraftmaschine (10) realisiert ist.