DE3707635A1

DE3707635A1 - Verfahren und vorrichtung zum starten einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3707635A1
Application number: DE19873707635
Authority: DE
Inventors: Gunther Weitkamp
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1988-09-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist mit einer aus der DE-OS 29 40 545 bekannten Vorrichtung durchführbar.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß mit dieser Vorrichtung erhebliche Startprobleme bei Brennkraftmaschinen auftreten können.

Überlegungen führten zu der Überzeugung, daß die Ursache dieser Startprobleme darin liegt, daß der Brennstoff in einem ungedrosselten Luftansaugleitungsabschnitt eingelei tet wird, in dem nahezu atmosphörischer Druck herrscht.

Es besteht damit ein großer Abstand zu dem Brennstoff-Siededruck, so daß nur geringe Dampfanteile im Brenngemisch enthalten sein können. Große Dampfanteile verbessern das Startverhalten.

Dieser Mangel - geringe Dampfanteile - wird in der Regel durch eine überhöhte Brenn stoffzumessung beseitigt, die jedoch auch zu Fehlstarts durch Überflutung der Ansaug leitungen und der Zündkerzen führen kann.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsbildende Verfahren derart weiterzuentwickeln, daß Fehlstarts und überhöhte Brennstoffzumes sungen vermieden werden.

Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche ge nannt.

Durch die Erfindung sind ein sicheres Starten und eine geringere Brennstoffzumessung erreichbar geworden, wobei letzteres unbedingt zu einer Verringerung des Schadstoff ausstoßes in der Atmosphäre beiträgt.

Das Verfahren ist in vorteilhafter Weise durch den Einsatz eines elektronischen Steuergerätes durchführbar, so daß Funktionsabläufe ohne größere technische Aus rüstung mit den gegebenen Vorrichtungen erreichbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im fol genden beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung des erfindungsge mäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine typische Ansaugdruckkurve;

Fig. 3 bis 5 Ansaugdruckkurven nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Drosseleinrichtung 2 in einer Ansaug leitung 3, die diese in stromauf- und stromabliegende Abschnitte 4, 5 aufteilt, wobei die Drosseleinrichtung 2 aus einer an einer Drosselwelle 6 befestigten Drosselklappe 7 und einem Drosselhebel 8 besteht. Der Drosselhebel 8 ist durch eine nicht dargestellte Schließfeder in Richtung auf einen Drosselsteller 9 belastet und liegt immer, wenn der Motorbetreiber die Drosseleinrichtung 2 nicht betätigt, an diesem an. Der Drosselstel ler 9 steuert den Öffnungsspalt der Drosseleinrichtung 2 nach Maßgabe des Motorbe darfs, wobei hierfür Steuersignale in einem elektronischen Steuergerät 10 erzeugt und dem Drosselsteller 9 zugeführt werden.

Dem Steuergerät 10 werden Signale eines Startschalters 11, eines Motordrehzahlmesser 12, eines Temperatursensors 13 usw. zugeführt und ebenso eines an der Drosselein richtung 2 angeordneten Potentiometers 14 für die Feststellung des Istwertes der Drosselklappenstellung. Für den Start sind im Steuergerät 10 Programme und Kenn werte enthalten, nach denen die Startöffnungsstellung der Drosseleinrichtung 2 als Steuersignal dem Drosselsteller 9 vorgegeben wird. Soweit entspricht die Vorrichtung dem Stand der Technik. Die Erfindung setzt ein im Steuergerät 10, in dem eine Im pulserzeugerstufe 15 angeordnet ist. Die Impulserzeugerstufe 15 bildet abhängig von im Steuergerät 10 enthaltenen Mitteln wie Programmen, gespeicherten Daten und Sen sorsignalen Impulse, die dem Drosselsteller 9 aufgeschaltet werden und zu einer Schließung der Drosseleinrichtung 2 unter den Wert führen, der als Startöffnungsstel lung vorgegeben wurde. Die Impulse können synchron oder asynchron zur Startdrehzahl ausgegeben werden oder mit einer festen gleichbleibenden Frequenz. Letzteres führt damit zu einem intermittierenden Schließen der Drosseleinrichtung.

Fig. 2 zeigt eine typische Ansaugdruckkurve 16 für einen 4-Zylindermotor, bei dem pro Umdrehung der Motorwelle zwei Zylinderfüllungen bzw. Ansaugungen erfolgen, aus denen sich der niedrigste Amplitudenwert der Ansaugdruckkurve 17 ergibt.

Die Ansaugdruckkurve ist über der Anzahl der Umdrehungen nach Startbeginn aufge tragen und ist in Startphasen: Starten (elektr. Starter betötigt), Hochlauf (Drehzahl steigt bis Leerlaufdrehzahl an) und Leerlauf unterteilt.

Die durch die Impulse der Impulserzeugerstufe 15 bewirkte kurzzeitige Schließung der Drosseleinrichtung 2 führt in allen aufgezeigten Fällen zu einer Vergrößerung der An saugdruckschwingung oder präziser wenigstens zu einer Absenkung des niedrigsten Augenblickwertes des Druckes, wie aus den Fig. 3 bis 5 entnehmbar ist, in denen der typische Ansaugdruckverlauf der Startphase Starten aus Fig. 2 bezogen auf die Erfin dung dargestellt sind.

Fig. 3 zeigt eine Ansaugdruckkurve 18, die entsteht, wenn die Impulse synchron zur Drehzahl auf den Drosselsteller 2 einwirken;

Fig. 4 zeigt eine Ansaugdruckkurve 19 für asynchron einwirkende Impulse und

Fig. 5 zeigt eine Ansaugdruckkurve 20 für intermittierend einwirkende Impulse,

wobei in allen drei Figuren die typische aus Fig. 2 bekannte Ansaugdruckkurve 16 ge strichelt eingetragen ist.

Wirkungsweise

Die Brennkraftmaschine 1 wird nach längerem Stillstand kalt gestartet, d. h. ein über einen Startschalter 11 bestromter Starter 21 versetzt die Motorwelle in Drehung. Die Drosseleinrichtung 2 ist auf einen vorbestimmten Startöffnungsspalt eingestellt und in den sich einstellenden Ansaugluftstrom wird stromauf oder stromab der Drosseleinrich tung 2 Brennstoff eingeführt.

Jedesmal, wenn Luft in einen Zylinder eingesaugt wird, entsteht im Ansaugleitungsab schnitt 5 stromab der Drosseleinrichtung 2 ein niedrigster Augenblickwert des Druckes. Durch eine synchron zur Startdrehzahl erfolgende Impulsausgabe an den Drosselsteller 9 wird die Drosseleinrichtung 2 in dem Zeitpunkt geschlossen, der zu einer Absenkung des niedrigsten Augenblickwertes führt (und somit die Ansaugdruckschwingung ver größert). Der im Ansaugleitungsabschnitt 5 enthaltene Brennstoff verdampft teilweise in der Phase niedrigsten Druckes, so daß die in den Zylinder eingesaugte Brenngemischmenge leicht zündet und das Starten ohne Probleme erfolgen kann. Da die Wirkung der zeitlich unterschiedlich erfolgenden Drosselung (synchron oder asynchron) mit der be schriebenen in etwa gleich ist, braucht darauf nicht mehr besonders eingegangen zu werden. Wenn die Hochlaufphase eintritt, dann wird der Startschalter 11 geöffnet (Starter 21 ausgeschaltet), kann parallel hierzu die Impulsausgabe gestoppt werden.

Hierfür sind jedoch auch alternativ Signale der Motordrehzahl (Schwellschalter) oder des Ansaugdruckes verwendbar.

Die Erfindung wurde anhand einer Drosseleinrichtung 2 mit Drosselklappe 7 beschrie ben. Es ist jedoch auch möglich, eine in einem Bypasskanal zur Drosseleinrichtung angeordnete Drossel erfindungsgemäß zu betätigen.

Ebenso kann die Impulsdauer in Abhängigkeit von der ansteigenden Motordrehzahl oder des fallenden Ansaugdrucks verkürzt werden oder die Schließung bis auf den Start- oder Leerlauföffnungsspalt zurückgeführt werden.

Für einen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb des Drosselstellers können auch Impulserzeugerstufen unabhängig von der Verwendung eines elektronischen Steuergerätes benutzt werden, beispielsweise Vibratoren oder Flip-Flop-Schaltungen.

Claims

1. Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine unter Bereitstellung von Brennge misch, dessen Menge durch willkürliche Drosselung der Luftansaugleitung und dessen Brennstoffanteil nach Maßgabe des Motorbedarfs gesteuert werden, dadurch gekenn zeichnet, daß die beim Starten auftretenden Ansaugdruckschwingungen durch Ein wirkung auf die Drosselung der Luftansaugleitung vergrößert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung auf die Drosselung intermittierend erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung auf die Drosselung synchron zur Startdrehzahl erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung auf die Drosselung asynchron zur Startdrehzahl erfolgt.

5. Vorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine durch einen elektrischen Starter (21) und Bereitstellung von Brenngemisch, wobei die Brenngemischmenge durch eine Drosseleinrichtung (2) in einer Ansaugleitung (3) der Brennkraftmaschine (1) gesteu ert wird, die durch einen Drosselsteller (9) unabhängig vom Motorbetreiber in eine Startöffnungsstellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die der Drosselsteller (9) beim Starten intermittierend - synchron oder asynchron zur Startdrehzahl - eine Schließung der Drosseleinrichtung (2) unter den Wert der Startöffnungsstellung bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Impulser zeugerstufe (15) für pneumatische, hydraulische oder elektrische Antriebe des Drosselstellers (9) aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugerstufe (15) durch Signale eines Startschalters (11) aktiviert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeu gerstufe (15) auf Signale eines die Motordrehzahl angebenden Sensors (12) reagiert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulser zeugerstufe (15) auf einen vorgegebenen Ansaugdruck reagiert.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeich net, daß die Impulserzeugerstufe (15) als Teil eines elektronischen Steuergerätes (10) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Im pulserzeugerstufe (15) von einem Vibrator oder einer Flip-Flop-Schaltung gebildet wird.