DE19548054C1 - Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine im Schubbetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Brenn­ kraftmaschine im Schubbetrieb gemäß Oberbegriff von Patentan­ spruch 1.

Zur Kraftstoffeinsparung bei Brennkraftmaschinen ist es be­ kannt, während des Schubbetriebes die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern zu unterbrechen (DE 33 23 723 A1) Schubbetrieb ei­ ner Brennkraftmaschine liegt dann vor, wenn bei Drehzahlen oberhalb des Leerlaufdrehzahlbereiches die Drosselklappe ge­ schlossen ist, oder wenn die Brennkraftmaschine eine höhere Drehzahl aufweist als dies der Stellung der Drosselklappe beim Otto-Motor bzw. der eingespritzten Kraftstoffmenge beim Dieselmotor entspricht.

Da beim Schubbetrieb keine Arbeitsleistung der Brennkraftma­ schine erwünscht ist, kann durch Unterbrechung der Kraft­ stoffzufuhr eine Einsparung an Kraftstoff erzielt werden. An­ dererseits muß aufgrund der Kraftstoffunterbrechung eine ge­ wisse Auskühlung der Brennkraftmaschine und anschließend bei Ende des Schubbetriebs für eine gewisse Zeit auch eine Ver­ schlechterung des Abgasverhaltens sowie unter Umständen Ein­ bußen an Fahrkomfort in Kauf genommen werden.

Bei einer sogenannten Saugrohreinspritzung des Kraftstoffes gelangt nicht die gesamte, von den Einspritzventilen abge­ spritzte Kraftstoffmenge unmittelbar in die Brennräume der Zylinder, sondern ein gewisser Anteil des je Zyklus einge­ spritzten Kraftstoffes haftet an der Wandfläche des Saugroh­ res und steht somit letztlich für diesen Verbrennungszyklus nicht sofort zur Verfügung.

Im Gegensatz zu Stationärvorgängen der Brennkraftmaschine, bei denen der an der Innenwand des Saugrohrs niedergeschla­ gene Kraftstoffwandfilm kaum stört, verfälscht dieser Wand­ film bei Instationärvorgängen die eigentlich gewollte Kraft­ stoffzumessung zu einem Zylinder und muß bei der Steuerung der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden.

Aus der DE 41 00 736 A1 ist ein Kraftstoff-Regelsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem eine Einspritzein­ richtung Kraftstoff in einen Ansaugkanal einspritzt, der mit einem Brennraum in Verbindung steht. Die Menge des von der Einspritzeinrichtung eingespritzten, direkt zugeführten Kraftstoffanteils, der in den Brennraum eintritt, wird ge­ schätzt. Ebenso wird die Menge des nachgezogenen Kraft­ stoffanteils geschätzt, der sich auf der Wandfläche des An­ saugkanals befunden hat, verdampft wurde und zusammen mit dem direkt zugeführten Kraftstoffanteil in den Brennraum ein­ tritt. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird auf der Basis der geschätzten Mengen des direkt zugeführten Kraftstoffan­ teils und des nachgezogenen Kraftstoffanteils bestimmt, so daß deren Summe eine in den Brennraum einzuspritzende Soll- Kraftstoffmenge ergibt. Hierzu ist ein Verdampfungssensor vorgesehen, der zumindest einen der das Verdampfungsausmaß des auf der Wandfläche befindlichen Kraftstoffes beherrschen­ den Einflüsse erfaßt. Eine Änderungseinrichtung erhöht die geschätzte Menge von zumindest einem der beiden Kraftstoffan­ teile, wenn sich dieser Einfluß dahingehend verändert, daß die Kraftstoffverdampfung von der Wandfläche verstärkt wird. Als Einfluß, der die Kraftstoffverdampfung von der Wandfläche bestimmt, kann die Zeitdauer, während der der Kraftstoff ver­ dampft, die Kraftstoff-Temperatur, die Wandflächen-Temperatur oder die Menge des den Ansaugverteiler benetzenden Kraftstof­ fes herangezogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine im Schubbetrieb anzugeben, das neben der Einsparung an Kraftstoff auch eine Reduzierung des elektrischen Energieverbrauchs ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nach Abschalten der Einspritzung sofort nach Erkennen des Schubbetriebes und zusätzlichem Abschalten der Zündung, wenn der an den Innenwänden des Saugrohres haftende Kraftstoff­ wandfilm teilweise oder vollständig abgebaut ist, kann die Zuverlässigkeit der Elektronik durch geringere Verlustlei­ stung in der Zündspule und den Zündendstufen erhöht werden. Dadurch kann der Energieverbrauch der Brennkraftmaschine bei diesem Betriebszustand insgesamt verringert werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß auch die Lebensdauer der Zündkerzen erhöht wird, da der Abbrand der Elektroden durch die Anzahl der erzeugten Zündfunken bestimmt ist.

Ein besonders einfaches Verfahren ergibt sich, wenn als Kri­ terium für die Beendigung des Wandfilmabbaus eine Verzöge­ rungszeit herangezogen wird, die sich aus ohnehin für weitere Steuerungsaufgaben in der Motorsteuerung vorhandenen Parame­ tern Drehzahl und Temperatur der Brennkraftmaschine bestimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Ablaufdiagramm zum Steuern der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb. In einem ersten Verfah­ rensschritt S1 wird abgefragt, ob sich die Brennkraftmaschine im Betriebszustand der Schubabschaltung befindet. Als Krite­ rium hierfür kann beispielsweise der Drosselklappenöffnungs­ winkel und die momente Drehzahl der Brennkraftmaschine heran­ gezogen und diese beiden Parameter in bekannter Weise in Re­ lation gesetzt werden.

Liegt ein Schubbetrieb vor, so wird im Verfahrensschritt S2 die Einspritzung des Kraftstoffes durch Unterdrücken der Ein­ spritzimpulse zu den einzelnen Einspritzventilen bei einer Multi-Point-Einspritzung bzw. zu dem einzigen Einspritzventil bei einer Single-Point-Einspritzung abgeschaltet. Im Verfah­ rensschritt S3 wird zum Zeitpunkt der Kraftstoffabschaltung die aktuelle Drehzahl n und die Temperatur der Brennkraftma­ schine z. B. mittelbar über die Temperatur des Kühlmittels TKW gemessen. Diese beiden Größen sind die Einflußfaktoren, wie schnell sich der im Saugrohr vorhandene Kraftstoffwandfilm nach Abschalten der Einspritzung abbaut. Deshalb sind in ei­ nem Kennfeld eines Speichers der Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der Temperatur und der Drehzahl Werte für eine Verzögerungszeit td abgelegt. Diese Werte werden experimentell auf dem Motorprüfstand ermittelt.

Im Verfahrens schritt S4 wird der zu dem Wertepaar Temperatur und Drehzahl zum Zeitpunkt der Kraftstoffabschaltung gehören­ de Wert für die Verzögerungszeit td aus dem Kennfeld ausgele­ sen. Nach Abschalten der Kraftstoffversorgung wird ein Zeit­ glied (Timer) für die Verzögerungszeit td gestartet (Verfahrensschritt S5) und anschließend im Verfahrensschritt S6 ständig abgefragt, ob diese Verzögerungszeit abgelaufen ist. Dieses wiederholte Abfragen vollzieht sich in einer War­ teschleife. Nach Ablauf der Verzögerungszeit ist der Kraft­ stoffwandfilm im Saugrohr vollständig abgebaut und im Verfah­ rensschritt S7 wird die Zündung abgeschaltet. Anschließend wird der Timer im Verfahrensschritt S8 zurückgesetzt und das Verfahren ist beendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand eines Beispiels erläutert, bei dem der Abschaltzeitpunkt der Zündung abhängig von der Temperatur und der Drehzahl der Brennkraftmaschine zum Zeitpunkt der Kraftstoffabschaltung und einer damit kor­ relierenden Verzögerungszeit bestimmt ist.

Es ist aber auch möglich, den Zeitpunkt des vollständigen Ab­ baues des Kraftstoffwandfilmes über ein Wandfilmmodell zu er­ halten, wie es beispielsweise in der DE 41 00 736 A1 be­ schrieben ist oder über eine Sensoreinrichtung zur Bestimmung der Masse bzw. der Dicke des Wandfilmes (DE 43 23 449 A1).

Desweiteren ist das Verfahren nicht nur bei einer Otto-Brennkraftmaschine mit einer Einspritzanlage vorteilhaft an­ zuwenden, es läßt sich auch bei Brennkraftmaschinen mit einer Vergaseranlage einsetzen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern einer, mindestens einen Zylinder und mindestens ein Saugrohr aufweisenden Brennkraftmaschine im Schubbetrieb, wobei nach Erkennen des Schubbetriebes die Kraftstoffversorgung zu dem mindestens einen Zylinder abge­ schaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschalten der Kraftstoffversorgung die Zündung abgeschaltet wird und das zeitliche Abbauverhalten des im Saugrohr vorhandenen Kraftstoffwandfilmes als Kriterium für den Abschaltzeitpunkt der Zündung herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung abgeschaltet wird, wenn der Kraftstoffwand­ film im Saugrohr vollständig abgebaut ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung abgeschaltet wird, wenn der Kraftstoffwand­ film im Saugrohr einen vorgebbaren Wert unterschritten hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltzeitpunkt der Zündung durch die Betriebspa­ rameter Drehzahl (n) und Temperatur (TKW) der Brennkraftma­ schine zum Zeitpunkt des Abschaltens der Kraftstoffversor­ gung bestimmt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß den Wer­ ten (n, TKW) zugehörige Verzögerungszeiten (td) zugeordnet sind, nach deren Ablauf die Zündung abgeschaltet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ bauverhalten des Kraftstoffwandfilmes über einen Sensor im Saugrohres erfaßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ bauverhalten des Kraftstoffwandfilmes über ein Wandfilmmo­ dell erfaßt wird.