DE19647092B4

DE19647092B4 - Verbrennungsmotorsteuerungsverfahren

Info

Publication number: DE19647092B4
Application number: DE19647092.7A
Authority: DE
Inventors: Dr. Streib Martin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2016-11-15
Also published as: GB9722829D0; KR100514556B1; GB2319359A; US6109028A; KR19980042382A; DE19647092A1; GB2319359B; JPH10147161A

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges mit Hilfskraftbremsanlage, bei der die Hilfskraft durch eine Kopplung eines Bremskraftverstärkers an den Saugrohrdruck des Verbrennungsmotors erzeugt wird, bei welchem Verfahren der Verbrennungsmotor in der Aufwärmehase nach einem Kaltstart mit erhöhtem Saugrohrdruck betrieben wird, wobei eine Bremsbetätigung über einen Eingriff in die Motorsteuerung eine Absenkung des Saugrohrdruckes bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsbetätigung nur dann in die Motorsteuerung eingreift, wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges in der Aufwärmphase nach einem Start.
Aus der US 3,792,761 A ist ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit einer Hilfskraftbremsanlage bekannt, bei der die Hilfskraft durch eine Kopplung eines Bremskraftverstärkers an den Saugrohrdruck des Vebrennungsmotors erzeugt wird. Die DE 195 03 568 A1 offenbart eine quantitätsgesteuerte Brennkraftmaschine mit einer Saugstrahlpumpe zur Unterdruckversorgung eines Bremskraftverstärkers.
Eine Bremsanlage für ein dieselmotorgetriebenes Fahrzeug geht aus der DE 22 23 168 A hervor. Dabei ist der Servotrieb direkt mit dem Lufteinlassstuzten verbunden und wird zum Anlegen der Bremsen durch Unterdruck im Lufteinlassstutzen betrieben.
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 Motorwirkungsgrad, gefahren. Die gewünschte Heizwirkung auf den Katalysator ergibt sich als Folge einer gestiegenen Abgastemperatur. Der schlechte Motorwirkungsgrad wird durch einen erhöhten Durchsatz von Kraftstoffluftgemisch ausgeglichen, 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 verringerter Saugrohrunterdruck. Derartige Katalysatoraufheizfunktionen sind beispielsweise aus der US 5 184 463 A bekannt.
Die vorstehend beschriebene Erhöhung des Saugrohrdrucks wird noch verstärkt, wenn gleichzeitig ein magerer Motorbetrieb gewünscht ist. Dies führt zu dem Problem, daß unter Umständen nicht genügend Saugrohrunterdruck für den Bremskraftverstärker zur Verfügung steht. Mit Saugrohrunterdruck als Energiespeicher arbeitende Hilfskraftbremsanlagen sind bei Personenkraftwagen und leichten bis mittelschweren Nutzfahrzeugen 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 Bremsunterstützung notwendige Saugrohrunterdruck im Bedarfsfall zur Verfügung steht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen 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 Erfordernissen 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 Katalysatoraufheizfunktion optimiert werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Dabei zeigt 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem technischen Umfeld und 2 stellt ein Flußdiagramm als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Die Ziffer 1 in der 1 symbolisiert einen Verbrennungsmotor, der aus einem Saugrohr 2 Luft oder Kraftstoff/Luftgemisch ansaugt und verbrennt. Die Luft strömt über ein Leistungsstellglied 3, beispielsweise eine abhängig vom Fahrerwunsch verstellbare Drosselklappe 4 oder ein Leerlaufsteller 5 in einem Bypaß zur Drosselklappe, in das Saugrohr. Über eine Einspritzventilanordnung 6 wird entsprechend der Menge der angesaugten Luft und dem gewünschten Kraftstoff/Luftverhältnis, Kraftstoff in das Saugrohr oder auch direkt in die Brennräume des Verbrennungsmotors eingespritzt. 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 verarbeitet, wie Motordrehzahl, Motortemperatur, Winkelposition von Kurbel- und Nockenwelle, Ansauglufttemperatur und -menge, Zusammensetzung des Kraftstoff/Luftgemisches etc. In 1 wird dem Steuergerät stellvertretend für eine Auswahl aus den dargestellten Signalen, für alle und gegebenenfalls 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 Bremskraftverstärker 15 bereitgestellt wird. Dieser Bremskraftverstärker ist über eine Rohrleitung 16 an das Saugrohr der Brennkraftmaschine gekoppelt und so aufgebaut, daß der Saugrohrunterdruck beim Betätigen der Bremse auf eine Membran wirkt, die mit dem Bremspedal gekoppelt ist und so die Pedalkraft verstärkt.
Diese Vorrichtung wird im Rahmen der Erfindung folgendermaßen genutzt:
Unterdruck für den Bremskraftverstärker wird nur dann benötigt, 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. Solange das Motorsteuergerät erkennt, daß die Bremse nicht betätigt ist oder daß das Fahrzeug steht, ist kein Saugrohrunterdruck 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 Leistungsstellgliedes im Ansaugrohr abgesenkt oder zumindest so weit begrenzt, daß der an den Erfordernissen der Bremswirkung gemessene maximal zulässige Saugrohrdruck nicht überschritten wird. Gegebenenfalls muß der in Richtung 'Spät' verstellte Zündwinkel für diese Zeit wieder in Richtung 'Früh' gezogen werden, um den zu erwartenden Drehmomentabfall infolge der Leistungsstellgliedansteuerung zu kompensieren. Da die Bremskraftverstärker in der Regel eine gewisse Speicherwirkung haben, ist es unter Umständen möglich, den Saugrohrunterdruck bei Bremsenbetätigung und von Null verschiedener Fahrzeuggeschwindigkeit nur kurzzeitig zu begrenzen und anschließend wieder freizugeben.
2 veranschaulicht diese Strategie anhand eines Flußdiagramms. 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 gestartet. In einem Schritt S3 wird abgefragt, ob die Aufwärmphase 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 Schrittes 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 Absenkunf oder Begrenzung 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 Verfahrensvariante sieht vor, den Saugrohrdruck nur dann zu begrenzen, wenn sich das Fahrzeug auch tatsächlich bewegt.
Eine weitere Verfahrensvariante ergibt sich durch S8, eingefügt an der Marke B. Nach dieser Variante wird der durch die Saugrohrdruckbegrenzung zu erwartende Drehmomentabfall durch eine Drehmomentsteigerung, beispielsweise durch eine Frühvorstellung der Zündung, kompensiert.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges mit Hilfskraftbremsanlage, bei der die Hilfskraft durch eine Kopplung eines Bremskraftverstärkers an den Saugrohrdruck des Verbrennungsmotors erzeugt wird, bei welchem Verfahren der Verbrennungsmotor in der Aufwärmehase nach einem Kaltstart mit erhöhtem Saugrohrdruck betrieben wird, wobei eine Bremsbetätigung über einen Eingriff in die Motorsteuerung eine Absenkung des Saugrohrdruckes bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsbetätigung nur dann in die Motorsteuerung eingreift, wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Absenkung des Saugrohrdruckes durch eine Begrenzung des Saugrohrdruckes auf einen Maximalwert bewirkt wird, der kleiner ist als der sich ohne Bremsbetätigung bei ansonsten gleichen Bedingungen einstellende Wert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Saugrohrdruck durch eine öffnende Ansteuerung eines Leistungsstellgliedes im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors hervorgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, 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.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Bremsbetätigung ausgelöste Eingriff in die Motorsteuerung eine Ansteuerung in Richtung geringerer Öffnung des Leistungsstellgliedes im Ansaugrohr bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 5, 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.
Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Ansteuerung eines Drosselklappenstellgliedes oder eines Leerlaufstellgliedes in einem Bypaß zur Drosselklappe als Leistungsstellglied.
Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges mit Hilfskraftbremsanlage, bei der die Hilfskraft durch eine Kopplung der Bremsbetätigung an den Saugrohrdruck des Verbrennungsmotors erzeugt wird, mit wenigstens einem Leistungsstellglied im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors, über dessen Ansteuerung der Verbrennungsmotor in der Aufwärmehase nach einem Kaltstart mit erhöhtem Saugrohrdruck betrieben wird, wobei 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, gekennzeichnet durch ein zusätzliches 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.