DE19647092A1 - Verbrennungsmotorsteuerungsverfahren - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges in der Aufwärmphase nach einem Start.

Die Aufwärmphase erfolgt bei modernen Katalysatorfahrzeugen bei hohen Saugrohrdrücken und hohen Abgastemperaturen. Um den Katalysator möglichst schnell aufzuheizen, wird beim Kaltstart mit sehr spätem Zündwinkel, d. h. schlechtem Motor­ wirkungsgrad, gefahren. Die gewünschte Heizwirkung auf den Katalysator ergibt sich als Folge einer gestiegenen Abga­ stemperatur. Der schlechte Motorwirkungsgrad wird durch ei­ nen erhöhten Durchsatz von Kraftstoffluftgemisch ausgegli­ chen, der durch eine öffnende Ansteuerung der Drosselklappe oder des Leerlaufstellgliedes hervorgerufen wird. Dadurch ergibt sich gegenüber normalem Leerlauf oder Teillastbetrieb ein deutlich erhöhter Saugrohrdruck, bzw. ein deutlich ver­ ringerter Saugrohrunterdruck. Derartige Katalysatoraufheiz­ funktionen sind beispielsweise aus der US 5 184 463 bekannt.

Die vorstehend beschriebene Erhöhung des Saugrohrdrucks wird noch verstärkt, wenn gleichzeitig ein magerer Motorbetrieb gewünscht ist. Dies führt zu dem Problem, daß unter Umstän­ den nicht genügend Saugrohrunterdruck für den Bremskraftver­ stärker zur Verfügung steht. Mit Saugrohrunterdruck als Energiespeicher arbeitende Hilfskraftbremsanlagen sind bei Personenkraftwagen und leichten bis mittelschweren Nutzfahr­ zeugen weit verbreitet.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die eine Optimierung der Aufheizfunktionen über die Motorsteuerung erlaubt und dabei sicherstellt, daß der zur Bremsunterstüt­ zung notwendige Saugrohrunterdruck im Bedarfsfall zur Verfü­ gung steht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unab­ hängigen Ansprüche.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, bei einer Bremsbetätigung in die Motorsteuerung so einzugreifen, daß der Saugrohrdruck einen vorbestimmten, an den Erforder­ nissen der Bremsenfunktion ausgerichteten Maximalwert nicht übersteigt. In den übrigen Fahrzuständen wird dagegen diese Begrenzung nicht wirksam. Daraus ergibt sich als Vorteil, daß der Bremsunterdruck im Bedarfsfall gesichert ist und daß die Motorsteuerung in den allermeisten Fahrzuständen ohne Rücksicht auf potentielle Bremsunterdruckerfordernisse im Hinblick auf Magerbetrieb oder die Katalysatoraufheizfunkti­ on optimiert werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben.

Dabei zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ih­ rem technischen Umfeld und Fig. 2 stellt ein Flußdiagramm als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Die Ziffer 1 in der Fig. 1 symbolisiert einen Verbrennungs­ motor, der aus einem Saugrohr 2 Luft oder Kraft­ stoff/Luftgemisch ansaugt und verbrennt. Die Luft strömt über ein Leistungsstellglied 3, beispielsweise eine abhängig vom Fahrerwunsch verstellbare Drosselklappe 4 oder ein Leer­ laufsteller 5 in einem Bypass zur Drosselklappe, in das Saug­ rohr. Über eine Einspritzventilanordnung 6 wird entsprechend der Menge der angesaugten Luft und dem gewünschten Kraft­ stoff/Luftverhältnis, Kraftstoff in das Saugrohr oder auch direkt in die Brennräume des Verbrennungsmotors einge­ spritzt. Die Verbrennung wird über eine Zündeinrichtung 7 ausgelöst. Die Ansteuerung des Leistungsstellgliedes 3, der Einspritzventilanordnung 6 und der Zündeinrichtung 7 erfolgt über ein Steuergerät 8, das die Motorsteuerungsfunktionen koordiniert und dazu eine Reihe von Eingangssignalen verar­ beitet, wie Motordrehzahl, Motortemperatur, Winkelposition von Kurbel- und Nockenwelle, Ansauglufttemperatur und - menge, Zusammensetzung des Kraftstoff/Luftgemisches etc. In Fig. 1 wird dem Steuergerät stellvertretend für eine Aus­ wahl aus den dargestellten Signalen, für alle und gegebenen­ falls auch für weitere Signale ein Sammelsignal von dem Block 9 zugeführt, der die Sensorik, d. h. die Gesamtheit der zur Erfassung der genannten Signale erforderlichen Sensoren symbolisiert. Zusätzlich wird dem Steuergerät 8 noch ein Fahrgeschwindigkeitssignal von einem Geber 10 am Getriebe 11 sowie ein Bremsbetätigungssignal von einer Bremseinrichtung 12 zugeführt. Die Bremseinrichtung 12 besteht aus einem Bremspedal 13, mit dem beispielsweise ein hydraulischer Bremszylinder betätigt wird, der über ein Hydrauliksystem auf Bremseinrichtungen 14 wirkt. Die Bremspedalkraft wird durch eine Hilfskraft unterstützt, die von einem Bremskraft­ verstärker 15 bereitgestellt wird. Dieser Bremskraftverstär­ ker ist über eine Rohrleitung 16 an das Saugrohr der Brenn­ kraftmaschine gekoppelt und so aufgebaut, daß der Saug­ rohrunterdruck beim Betätigen der Bremse auf eine Membran wirkt, die mit dem Bremspedal gekoppelt ist und so die Pe­ dalkraft verstärkt.

Diese Vorrichtung wird im Rahmen der Erfindung folgenderma­ ßen genutzt:
Unterdruck für den Bremskraftverstärker wird nur dann benö­ tigt, wenn tatsächlich gebremst werden soll und sich das Fahrzeug bewegt. Daher ist folgende Strategie möglich. Dem Motorsteuergerät wird ein Signal über die Bremsbetätigung und über den Bewegungszustand des Fahrzeugs zugeführt. So­ lange das Motorsteuergerät erkennt, daß die Bremse nicht be­ tätigt ist oder daß das Fahrzeug steht, ist kein Saugrohrun­ terdruck für die Bremsen notwendig. Damit müssen in diesem Betriebszustand keinerlei Einschränkungen für irgendwelche, den Saugrohrdruck erhöhende Funktionen wirksam sein. Wenn dagegen die Bremse betätigt wird und das Fahrzeug eine von Null verschiedene Geschwindigkeit besitzt, wird die Luft- bzw. Gemischmenge über eine schließende Ansteuerung des Lei­ stungsstellgliedes im Ansaugrohr abgesenkt oder zumindest so weit begrenzt, daß der an den Erfordernissen der Bremswir­ kung gemessene maximal zulässige Saugrohrdruck nicht über­ schritten wird. Gegebenenfalls muß der in Richtung "Spät" verstellte Zündwinkel für diese Zeit wieder in Richtung "Früh" gezogen werden, um den zu erwartenden Drehmomentab­ fall infolge der Leistungsstellgliedansteuerung zu kompen­ sieren. Da die Bremskraftverstärker in der Regel eine gewis­ se Speicherwirkung haben, ist es unter Umständen möglich, den Saugrohrunterdruck bei Bremsenbetätigung und von Null verschiedener Fahrzeuggeschwindigkeit nur kurzzeitig zu be­ grenzen und anschließend wieder freizugeben.

Fig. 2 veranschaulicht diese Strategie anhand eines Fluß­ diagramms. Danach wird in einem Schritt S2, der nach dem Start des Verbrennungsmotors in Schritt S1 erreicht wird, das Hauptprogramm zur Motorsteuerung, d. h. insbesondere zur Koordinierung und Steuerung von Einspritzung und Zündung ge­ startet. In einem Schritt S3 wird abgefragt, ob die Aufwärm­ phase nach dem Start bereits beendet ist. Kriterien dafür können Zeitschwellwerte, Temperaturschwellwerte oder seit dem Start aufintegrierte Last- und/oder Drehzahlwerte sein. Wird dieser Schritt verneint, ist die Aufwärmphase also noch nicht beendet, wird im Schritt S4 der Betrieb mit erhöhtem Saugrohrdruck gestartet oder, falls er bereits gestartet wurde, weitergeführt. In einem Schritt S5 wird abgefragt, ob die Bremse betätigt wurde. Beim Verneinen von S5 wird die Schleife aus den Schritten S2 bis S5 solange wiederholt durchlaufen, bis die Aufwärmphase durch Bejahen des Schrit­ tes S3 abgebrochen wird oder bis S5 durch das Betätigen der Bremse bejaht wird. In diesem Fall schließt sich S6 an, in dem die bereits genannten Maßnahmen zur Absenkung oder Be­ grenzung des Saugrohrdruckes getroffen werden. Die Abfolge von Schritt S5 nach Schritt S6 kann noch durch die Abfrage in Schritt S7 (Marke A) ergänzt werden. Diese Verfahrensva­ riante sieht vor, den Saugrohrdruck nur dann zu begrenzen, wenn sich das Fahrzeug auch tatsächlich bewegt.

Eine weitere Verfahrensvariante ergibt sich durch S8, einge­ fügt an der Marke B. Nach dieser Variante wird der durch die Saugrohrdruckbegrenzung zu erwartende Drehmomentabfall durch eine Drehmomentsteigerung, beispielsweise durch eine Früh­ vorstellung der Zündung, kompensiert.

Claims (10)

1. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraft­ fahrzeuges mit Hilfskraftbremsanlage, bei der die Hilfskraft durch eine Kopplung eines Bremskraftverstärkers an den Saugrohr­ druck des Verbrennungsmotors erzeugt wird, bei welchem Verfahren der Verbrennungsmotor in der Aufwärmphase nach einem Kaltstart mit erhöhtem Saugrohrdruck betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsbetätigung über einen Ein­ griff in die Motorsteuerung eine Absenkung des Saugrohrdruckes bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Absenkung des Saugrohrdruckes durch eine Begrenzung des Saug­ rohrdruckes auf einen Maximalwert bewirkt wird, der kleiner ist als der sich ohne Bremsbetätigung bei ansonsten gleichen Bedin­ gungen einstellende Wert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsbetätigung nur dann in die Motorsteuerung eingreift, wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Saugrohrdruck durch eine öffnende Ansteuerung eines Leistungsstellgliedes im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors her­ vorgerufen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der infolge des erhöhten Saugrohrdruckes erhöhten Menge des angesaugten Kraftstoff/Luft-Gemisches die Auswirkung einer zur Erhöhung der Abgastemperatur erfolgenden Spätverstellung der Zündung auf das Drehmoment des Motors kompensiert.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Bremsbetätigung ausgelöste Eingriff in die Motorsteue­ rung eine Ansteuerung in Richtung geringerer Öffnung des Lei­ stungsstellgliedes im Ansaugrohr bewirkt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der infolge der Ansteuerung des Leistungsstellgliedes in Richtung geringerer Öffnung zu erwartende Drehmomentabfall durch eine drehmomentsteigernd wirkende Verstellung des Zündzeitpunktes in Richtung früh kompensiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Ansteue­ rung eines Drosselklappenstellgliedes oder eines Leerlaufstell­ gliedes in einem Bypass zur Drosselklappe als Leistungsstell­ glied.

9. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges mit Hilfskraftbremsanlage, bei der die Hilfs­ kraft durch eine Kopplung der Bremsbetätigung an den Saugrohr­ druck des Verbrennungsmotors erzeugt wird, mit wenigstens einem Leistungsstellglied im Ansaugrohr des Ver­ brennungsmotors, über dessen Ansteuerung der Verbrennungsmotor in der Aufwärmphase nach einem Kaltstart mit erhöhtem Saugrohr­ druck betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal über eine Bremsbetätigung in die Vorrichtung eingekoppelt wird und dort im Falle einer Bremsbetätigung einen Eingriff in die Motorsteuerung auslöst, der eine Absenkung des Saugrohrdrucks bewirkt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein zu­ sätzliches Mittel, das ein Signal über den Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs an die Vorrichtung liefert, und daß die Absenkung des Saugrohrdruckes infolge einer Bremsbetätigung nur im Fall einer Bewegung des Kraftfahrzeuges ausgelöst wird.