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Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
mit einer Kraftstoffpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Damit
nach dem Start einer Brennkraftmaschine möglichst schnell mit der elektronisch
geregelten Einspritzung begonnen werden kann und die richtige Gemischzusammensetzung
erhalten wird, muß der
für die
Einspritzungen erforderliche Kraftstoffdruck im Kraftstoffversorgungssystem
sehr schnell aufgebaut werden. Dazu dient ein sogenannter Vorlauf
der Kraftstoffpumpe, beispielsweise einer Elektrokraftstoffpumpe,
der entweder durch Hard- oder Softwareansteuerung der Kraftstoffpumpe
beim Einschalten der Zündung
gestartet wird.
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Bei
der softwaremäßigen Freigabe
des Elektrokraftstoffpumpenvorlaufs nach dem Einschalten der Zündung können Probleme
auftreten, wenn beispielsweise infolge eines Defekts von der Spannungsversorgungsklemme Kl.
15 ohne Motorbetrieb Spannung zur Elektrokraftstoffpumpe gelangt.
In diesem Falle eines irrtümlichen,
gegebenenfalls wiederholten Einschaltens darf aber kein Pumpenvorlauf
erfolgen. Wird nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine die Zündung eingeschaltet,
beispielsweise zum Schließen
elektrisch betätigbaren
Fenster eine Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine jedoch nicht durchgeführt, sollte
beim nächsten
regulären
Start wieder ein Kraftstoffpumpenvorlauf möglich sein. Zur Lösung dieses
Problems wird bei bekannten Systemen ein Kompromiß getroffen,
dabei wird ein Pumpenvorlauf nach Einschalten der Zündung maximal einmal
ohne Überschreitung
der Startendedrehzahl, also der Drehzahl, die bei einem regulären Start
der Brennkraftmaschine erreicht würde, zugelassen.
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Wird
bei der hardwaremäßigen Freigabe
des Elektrokraftstoffpumpenvorlaufs als alleiniger Auslöser des
Vorlaufs das Einschalten der Zündung
verwendet, wird auch bei Einschalten der Zündung nach dem Abstellen, beispielsweise
beim Betätigen
elektrisch betätigbarer
Fenster gegebenenfalls ein unerwünschter
Elektrokraftstoffpumpenvorlauf ausgelöst. Dieser unerwünschte Vorlauf
sollte jedoch vermieden werden. Problematisch ist bei der hardwaremäßigen Freigabe
des Elektrokraftstoffpumpenvorlaufs auch noch die Einhaltung von
Sicherheitskriterien im Crashfall. Bei einem Wackelkontakt an Klemme
Kl. 15 kann die Elektrokraftstoffpumpe unter Umständen ständig ein-
und ausgeschaltet werden. Ein solcher Zustand muß vermieden werden.
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Damit
ein möglichst
schnelles Einschalten der Kraftstoffpumpe und damit ein möglichst
schneller Druckaufbau im Kraftstoffversorgungssystem möglich ist
und gleichzeitig weitgehend vermieden wird, daß ein irrtümlicher Vorlauf der Kraftstoffpumpe ausgelöst wird,
wird in der
DE 44 25
986 A1 vorgeschlagen, bei einer Brennkraftmaschine mit
einer Kraftstoffpumpe die Ansteuerung so durchzuführen, daß die Kraftstoffpumpe
dann eingeschaltet wird, wenn zwei vorgebbare Bedingungen vorliegen.
Diese Bedingungen sind zum einen eine Spannungsbedingung, die erkennen
läßt, daß der Anlasser
der Brennkraftmaschine betätigt
ist und zum anderen die Drehzahl, die innerhalb eines zulässigen Bereiches liegen
muß. Wenn
beide Bedingungen erfüllt
sind, wird die Kraftstoffpumpe, üblicherweise
eine Elektrokraftstoffpumpe in Betrieb gesetzt, wodurch sich der gewünschte Kraftstoffdruck
relativ schnell aufbaut und gleichzeitig sichergestellt wird, daß ein irrtümliches
Einschalten der Kraftstoffpumpe weitgehend vermieden wird.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine noch
schnellere Einschaltung der Kraftstoffpumpe und dadurch ein noch
schnellerer Aufbau des Kraftstoffdrucks möglich ist. Gleichzeitig ist
die Zuverlässigkeit,
daß kein
irrtümliches
Einschalten der Kraftstoffpumpe ausgelöst wird noch höher als
beim Stand der Technik.
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Erzielt
werden diese Vorteile, indem die schnelle Inbetriebnahme der Kraftstoffpumpe
und damit die Realisierung eines Kraftstoffpumpenvorlaufs von zwei
speziellen Bedingungen abhängig
gemacht wird, nämlich
von der Dauer der Abstellzeit der Brennkraftmaschine und von der
Temperatur der Brennkraftmaschine, insbesonders der Temperatur zum
Abstellzeitpunkt. Die Auswertung dieser beiden Größen für die Entscheidung,
ob ein Kraftstoffpumpenvorlauf stattfinden soll oder nicht, ermöglicht die vorteilhafte
schnelle Entscheidung. Da die Abstellzeit präzise bestimmbar ist, wird die
gewünschte
Zuverlässigkeit
für das
Kraftstoffpumpenvorlaufkriterium erhalten. In vorteilhafter Weise
werden Fehler bei Wackelkontakten oder beim Einschalten der Zündung zur
Betätigung
elektrischer Verbraucher vermieden. Es tritt weiterhin kein wiederholter
Vorlauf bei Wackelkontakten an Klemme Kl. 15 oder ähnlichen
Versorgungsklemmen auf. Nach einer längeren Abstellphase findet
ein Kraftstoffpumpenvorlauf schnell und zuverlässig statt, wodurch ein schneller Druckaufbau
erzielt wird.
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Die
weiteren Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen
erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren
kann prinzipiell bei allen Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffpumpe
zum Einsatz kommen.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Im einzelnen zeigt 1 ein grobe Übersicht über das Kraftstoffversorgungssytem
einer Brennkraftmaschine einschließlich der erfindungswesentlichen
Mittel zur Erfassung von Betriebszuständen. In 2 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt.
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Beschreibung
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In 1 sind
die zur Erläuterung
der Erfindung erforderlichen Bestandteile eines Kraftstoffversorgungssystem
einer Brennkraftmaschine schematisch dargestellt. Dabei ist mit 10 das
Steuergerät
des Kraftfahrzeuges bezeichnet. Dieses Steuergerät 10 steuert unter
anderem auch die Elektrokraftstoffpumpe 11 an, wobei diese
Ansteuerung mit Hilfe des Kraftstoffpumpenrelais 12 erfolgt,
dessen einer Anschluß mit
der Elektrokraftstoffpumpe 11 in Verbindung steht und dessen
anderer Anschluß mit
der Spannungsklemme Kl. 15 oder einem anderen Spannungsanschluß verbunden
ist.
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Dem
Steuergerät 10 werden
die von Sensoren oder sonstigen Meßmitteln gelieferten Informationen
zugeführt.
Als Sensoren bzw. Meßmittel
werden beispielhaft angegeben ein Drehzahlsensor 13, ein Temperatursensor 14,
der die Temperatur der Brennkraftmaschine ermittelt und ein Temperatursensor 15,
der die Ansauglufttemperatur ermittelt.
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Die
von den Sensoren bzw. Meßmitteln
gelieferten Daten werden im Steuergerät 10 ausgewertet.
Das Steuergerät 10 ermittelt
in Abhängigkeit
von diesen Daten Ansteuersignale für die Steuerung bzw. Regelung
der Brennkraftmaschine, beispielsweise für die Zündung oder Einspritzung. Diese
Signale werden vom Steuergerät 10 am
Ausgang A abgegeben. Weiterhin liefert das Steuergerät 10 an
einem Ausgang B in Abhängigkeit
von den zugeführten
Daten bzw. in Abhängigkeit
von ermittelten Rechengrößen Ansteuersignale
für das
Schaltmittel, beispielsweise das Kraftstoffpumpenrelais 12,
das die Kraftstoffpumpe 11 an Spannung legt oder von dieser trennt.
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Mit
den in 1 dargestellten Bestandteilen eines Kraftstoffversorgungssystems
einer Brennkraftmaschine kann das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen. Dabei
werden die folgenden Voraussetzungen zugrundegelegt. Liegt dem Steuergerät eine genaue
Information über
die Abstellzeit, d.h. der Zeit, die zwischen dem letzten Abstellzeitpunkt
des Motors und dem Wiedereinschaltzeitpunkt bzw. Neustart vergangen
ist vor, kann die Entscheidung ob ein Kraftstoffpumpen- bzw.
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Elektrokraftstoffpumpenvorlauf
stattfinden soll, abhängig
von der Abstellzeit durchgeführt
werden. Wie Auswertungen des Druckverlaufs im Kraftstoffversorgungssystem
ergeben haben, ist der Kraftstoffdruck noch für eine längere Zeit nach dem Abstellen
der Elektrokraftstoffpumpe so hoch, daß ein schneller Start (Schnellstart)
auch ohne zusätzlichen Elektrokraftstoffpumpenvorlauf
möglich
ist. Bei hohem Kraftstoffdruck können
gegebenenfalls erste Einspritzungen schon abgesetzt werden, bevor
die Elektrokraftstoffpumpe anläuft.
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Weitere
Untersuchungen der Änderungen des
Kraftstoffdrucks im Kraftstoffversorgungssystem (Fuel Rail) haben
ergeben, daß die
Druckabnahme nach Abschalten der Elektrokraftstoffpumpe von der Temperatur
der Brennkraftmaschine bzw. des Motors abhängig ist. Je höher die
Abstelltemperatur des Motors ist, desto länger können die Abstellzeiten sein, ohne
daß ein
Druckabfall auftritt, der einen Elektrokraftstoffpumpenvorlauf beim
Wiedereinschalten erforderlich macht. Die Information, wann ein
Elektrokraftstoffpumpenvorlauf bei Einschalten der Zündung erfolgen
soll und wann er unnötig
ist, kann somit in einer einzigen Kennlinie der Abstellzeit abhängig von der
Motorabstelltemperatur abgelegt werden. Durch Zugriff auf diese
Kennlinie, die beispielsweise in einem Speicher des Steuergerätes 10 abgelegt
ist, kann das Steuergerät
zuverlässige
Einschaltkriterien für
die Elektrokraftstoffpumpe gewinnen und erkennen, ob ein Vorlauf
der Kraftstoffpumpe erforderlich ist, oder ob gleich der übliche,
dauernde Pumpenbetrieb ablaufen soll. Es ist aus dieser Kennlinie
insbesonders die maximale Abstellzeit entnehmbar, bis zu der kein
Vorlauf der Elektrokraftstoffpumpe nötig ist, da der Druck für erste
Einspritzungen noch ausreicht. Herrschen solche Bedingungen mit
ausreichendem Druck, kann auf einen Elektrokraftstoffpumpenvorlauf
verzichtet werden und mit einer üblichen
Ansteuerung der Elektrokraftstoffpumpe begonnen werden. Ist also
die tatsächliche
Abstellzeit kleiner als die maximale, wird dies vom Steuergerät erkannt
und es wird kein Elektrokraftstoffpumpenvorlauf durchgeführt. Wird
dagegen vom Steuergerät
erkannt, daß die
maximale Abstellzeit überschritten
ist, so wird ein Vorlauf gestartet und damit sichergestellt, daß bereits für die ersten
Einspritzungen ein ausreichender Kraftstoffdruck vorliegt.
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Das
Verfahren, nach dem im Steuergerät
bestimmt wird, ob ein Pumpenvorlauf erforderlich ist und wann der
Pumpenvorlauf zu beenden ist, ist in 2 als Flußdiagramm
dargestellt. Im einzelnen ist aus 2 zu erkennen,
daß bei
abgeschalteter Brennkraftmaschine auch das Steuergerät (SG) ausgeschaltet
ist. Es wird in üblicher
Weise mit Einschalten der Zündung
aktiviert und beginnt unmittelbar nach Erhalt des Zündungein-Signales
mit den ersten Berechnungen.
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Im
Schritt S1 wird dabei im Steuergerät die maximale Abstellzeit
für den
Pumpenvorlauf aus der gemessenen Motorabstelltemperatur berechnet. Dazu
wird aus der in einem Speicher abgelegten Kennlinie für die ermittelte
Motorabstelltemperatur die zugehörige
maximale Abstellzeit entnommen. Im Schritt S2 wird die maximale
Abstellzeit mit der tatsächlichen
Abstellzeit verglichen. Die tatsächliche Abstellzeit,
also die Zeit zwischen dem Abstellzeitpunkt und dem Wiedereinschaltzeitpunkt
der Brennkraftmaschine kann vom Steuergerät nach verschiedenen Verfahren
ermittelt werden. Solche Verfahren sind beispielsweise in der deutschen
Patentanmeldung
DE
1 96 21 900 A1 beschrieben und werden beispielsweise mit
einer Uhr ermittelt, die unabhängig
vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und des Steuergerätes ständig in
Betrieb gehalten wird. Die tatsächliche Abstellzeit
läßt sich
dann einfach aus der Differenz zwischen dem Wiedereinschaltzeitpunkt
und dem Abschaltzeitpunkt, der vorzugsweise abgespeichert wird,
ermitteln. Ergibt der als Schritt S2 bezeichnete Vergleich der bei
der gemessenen Temperatur maximal erlaubten Abstellzeit mit der
tatsächlichen
Abstellzeit, daß die
maximale Abstellzeit noch nicht erreicht ist, findet kein Kraftstoffpumpenvorlauf
statt (Schritt S3) und es erfolgt die übliche Ansteuerung der Kraftstoffpumpe.
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Ergibt
dagegen Schritt S2, daß die
maximale Abstellzeit kleiner ist als die tatsächliche, wird vom Steuergerät ein entsprechendes
Ansteuersignal abgegeben und es wird beispielsweise ein Vorlauftimer geladen,
der die Vorlaufzeit. mißt.
Gleichzeitig wird der Pumpenvorlauf (PVL) gestartet. Im Flußdiagramm
nach 2 ist dies als Schritt S4 bezeichnet.
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Ist
der Pumpenvorlauf aktiviert, wird im Schritt S5 geprüft, ob die
Bedingung für
einen dauernden Pumpenbetrieb erfüllt ist. Falls diese Bedingung,
die erkennen läßt, daß der Startvorgang
abgeschlossen ist und die Brennkraftmaschine in den üblichen
Betrieb übergegangen
ist, erfüllt
ist, wird der Pumpenvorlauf beendet (Schritt S7) und auf die normale
Kraftstoffpumpenregelung übergegangen.
Eine solche Bedingung kann z. B. sein, daß innerhalb einer bestimmten
Zeit nach erkanntem Batteriespannungseinbruch ein Drehzahlsignal
erkannt wird oder daß eine
Minimaldrehzahl überschritten
wird, wobei diese Minimaldrehzahl niedriger als die Drehzahlschwelle
für Startende
liegt. Wird dagegen im Schritt S5 erkannt, daß die Bedingung für einen
normalen dauernden Pumpenbetrieb noch nicht erfüllt ist, wird im Schritt S6
geprüft,
ob der Vorlauftimer abgelaufen ist. Es wird also geprüft, ob die
im Vorlauftimer eingegebene Zeit, während der der Vorlauf aktiviert
sein soll, bereits abgelaufen ist. Wird erkannt, daß der Vorlauf
abgelaufen ist, wird der Pumpenvorlauf beendet. Wird dagegen im
Schritt S5 erkannt, daß der
Vorlauftimer noch nicht abgelaufen ist, wird erneut im Schritt S5 überprüft, ob eine
vorgebbare Bedingung für
dauernden Pumpenbetrieb erfüllt
ist.
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Mit
dem in 2 dargestellten Verfahren kann ein zuverlässiger Kraftstoffpumpenvorlauf durchgeführt werden,
bei dem sichergestellt wird, daß die
Kraftstoffpumpe nicht irrtümlich
eingeschaltet wird, bei dem aber auch sichergestellt wird, daß bei Bedarf
möglichst
schnell nach dem Einschalten ein Kraftstoffpumpenvorlauf aktiviert
wird. Durch Berücksichtigung
des Zusammenhangs zwischen Abstellzeit der Brennkraftmaschine und
Temperatur der Brennkraftmaschine zum Abstellzeitpunkt läßt sich ein
optimales Kriterium dafür
festlegen, ob ein Vorlauf der Kraftstoffpumpe erforderlich ist oder
ob der Druck im Kraftstoffversorgungssystem noch so hoch ist, daß ein Kraftstoffpumpenvorlauf
nicht nötig
ist.