DE3835214C2

DE3835214C2 - Startvorrichtung für eine Diesel-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3835214C2
Application number: DE3835214A
Authority: DE
Inventors: Gerold Dipl Ing Giese; Bernhard Dipl Ing Hanschel; Eckart Dr Ing Mueller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1987-10-31
Filing date: 1988-10-15
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2008-10-16
Also published as: IT1230599B; FR2622644A1; FR2622644B1; DE3835214A1; IT8822410A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Startvorrichtung für eine Diesel-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Herkömmliche Diesel-Brennkraftmaschinen, insbesondere solche der Nebenkammerbauart, sind üblicherweise mit Glühkerzen aus gerüstet, um einen Start der Brennkraftmaschine auch bei tieferen Umgebungstemperaturen zu gewährleisten. Ein solcher Kaltstart erfolgt dann in der Weise, daß vor dem Start der Brennkraft maschine mit Hilfe des Zündschlüssels zunächst eine Glühstellung angewählt wird, in der die Glühkerzen eingeschaltet sind. Der Zündschlüssel wird dann nach einer mehr oder weniger großen Wartezeit in die Anlaßstellung weitergestellt, in der der An lassermotor betätigt wird. Dabei soll die Anlaßstellung erst dann angewählt werden, wenn die Glühkerzen eine ausreichend hohe Temperatur erreicht haben, was durch Verlöschen einer am Armaturenbrett des Fahrzeugs vorgesehenen Glühkontrolleuchte angezeigt wird. (DE-OS 19 54 630, DE-AS 12 02 568, MTZ Motortechnische Zeitschrift 38 (1977) 6, S. 263/264).

Die Tatsache, daß Diesel-Brennkraftmaschinen somit nicht sofort bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs gestartet werden können, wie dies bei Otto-Brennkraftmaschinen der Fall ist, wird ebenso wie die Notwendigkeit, während des Startvorgangs die Glüh-Kon trolleuchte beobachten zu müssen, als nachteilig empfunden.

Die der Erfindung ,zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Startvorrichtung für eine Diesel-Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentan spruchs angegebenen Art zu schaffen, die ähnlich wie jene einer Otto- Brennkraftmaschine sofort den Motor starten kann, bei der also trotz Vorhandensein von Glühkerzen der Startvorgang in ähnlicher Weise wie bei einer Otto-Brennkraftmaschine ohne Beobachtung einer Glüh-Kontrolleuchte durchgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Bei der erfindungs gemäßen Diesel-Brennkraftmaschine wird also ähnlich wie bei einer Otto-Maschine zum Starten auch aus dem kalten Zustand heraus lediglich der Anlaßschalter betätigt, der zunächst nur die Glühkerzen und ,gleichzeitig oder unmittelbar anschließend den Anlassermotor einschaltet. Die Zuschaltung der Kraftstoff zuführeinrichtung, die den für das selbständige Laufen der Brennkraftmaschine erforderlichen Kraftstoff zuführt, erfolgt dagegen zeitverzögert, nämlich erst dann, wenn die zum Anspringen erforderliche Mindesttemperatur der Glühkerzen erreicht ist. Der Anlaßvorgang der erfindungsgemäßen Diesel-Brennkraftmaschine unterscheidet sich damit nicht mehr grundlegend von demjenigen einer Otto-Brennkraftmaschine, bei der ja bei einem Kaltstart auch nicht immer ein sofortiges Anspringen gewährleistet ist. Voraussetzung für die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Diesel- Brennkraftmaschine ist allerdings, daß Glühkerzen Verwendung finden, die relativ schnell die zum Anspringen erforderliche Glühtemperatur von ca. 700-1000°C erreichen. Bisher übliche, sogenannte selbstregelnde Glühkerzen sind noch relativ träge. Glühkerzen mit externer Temperaturregelung, bei denen also ein in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder der Glühkerzen steuerndes Steuergerät vorgesehen ist, sind dagegen heute schon in der Lage, die erforderlichen Glüh kerzen-Temperaturen innerhalb von etwa 1-3 Sek. zu erreichen (DE 34 28 618 A1).

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben und beziehen sich im wesentlichen auf die Steuerung der Zeitverzögerung zwischen der Einschaltung des Anlassermotors und der Glühkerzen sowie der Zuschaltung der Kraftstoffzuführeinrichtung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Blockschaltbildes dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei ist mit 1 ein am Fahr zeug vorgesehener Anlaßschalter bezeichnet, der beispielsweise durch den "Zündschlüssel" des Fahrzeugs gebildet sein kann. 2 stellt eine der Brennkraftmaschine zugeordnete Kraftstoffzu führeinrichtung dar, die beispielsweise durch eine von einem Steuergerät 5 gesteuerte Einspritzanlage gebildet ist. Mit 3 sind in die Brennräume der Brennkraftmaschine, insbesondere in deren Neben- oder Vorkammern, hineinragende Glühkerzen be zeichnet, denen eine die Energiezufuhr in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder der Glühkerzen steuernde Steuereinrichtung 6 vorgeschaltet ist. Mit 4 ist schließlich der zum Andrehen der Kurbelwelle der Brennkraft maschine vorgesehene Anlassermotor angegeben, der bei der Be tätigung des Anlaßschalters 1, beispielsweise durch Verstel len des Zündschlüssels in die Anlaßstellung, eingeschaltet wird.

Gleichzeitig mit oder kurz vor dem Einschalten des die Kurbel welle der Brennkraftmaschine durchdrehenden Anlassermotors 4 werden auch die mit einer externen Temperaturregelung ver sehenen und damit sehr schnell die Mindestglühtemperatur von etwa 700°C erreichenden Glühkerzen 3 eingeschaltet. Die Zu schaltung der Kraftstoffeinspritzanlage 2 erfolgt dagegen mit einer in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder der Glühkerzen gesteuerten Zeitverzögerung, die so groß sein sollte, daß die Glühkerzen die zur Zündung des in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zu verbrennenden Kraft stoff-Luft-Gemisches erforderliche Glühtemperatur erreicht haben. Dabei kann diese Verzögerung der Zuschaltung der Ein spritzanlage durch das Steuergerät 5 gesteuert werden, das auch die jeweils einzuspritzende Kraftstoffmenge sowie den Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern steuern könnte. Zu diesen Parametern könnte beispielsweise der Fahrpedalwinkel α_FP, die Temperatur der Brennkraftmaschi ne T_BK, deren Drehzahl n_BK, usw. gehören. Zumindest ein Teil dieser für eine gegebenenfalls vorgesehne elektronische Steuerung der Einspritzanlage erforderlichen Parameter kann auch zur Steuerung der zeitverzögerten Zuschaltung der Einspritzantage 2 herangezogen werden. So kann diese Zeitverzögerung beispiels weise in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine gesteuert werden, indem bei niedrigeren Temperaturen die Zeit verzögerung größer eingestellt wird, das heißt die Einspritz anlage 2 später zugeschaltet wird als bei höheren Temperaturen.

Ein anderer Parameter zur Steuerung der Zeitverzögerung der Zuschaltung der Einspritzanlage könnte die Temperatur der Glüh kerze T_GK sein, die dann mit einem entsprechenden Temperaturgeber direkt gemessen werden müßte. Hier könnte die Einspritzanlage von dem Steuergerät 5 unmittelbar dann eingeschaltet werden, wenn die Glühkerzen die erforderliche Mindestglühtemperatur erreicht haben.

Anstelle der Messung der Temperatur der Glühkerzen mit Hilfe von unmittelbar an den Glühkerzen angebrachten Temperaturgebern, was relativ aufwendig und zumindest für den Einsatz in Serien fahrzeugen nicht realistisch erscheint, kann auch eine indirekte Erfassung der Temperatur der Glühkerzen durch Messen der den Glühkerzen zugeführten Strom und/oder Spannungswerten und deren Auswertung vorgenommen werden.

Schließlich kann die Zeitverzögerung zur Zuschaltung der Ein spritzanlage 2 auch in Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Zahl der Umdrehungen der Brennkraftmaschine gesteuert werden, indem ein die Anzahl der Motorumdrehungen erfassender Geber vorgesehen wird und die Einspritzanlage erst bei Erreichen einer bestimmten Umdrehungszahl zugeschaltet wird. Da die Motor drehzahl beim Kaltstart auch wesentlich von der Motortemperatur bzw. den Umgebungstemperaturen abhängt, das heißt bei tieferen Temperaturen der Anlassermotor die Brennkraftmaschine nur mit geringeren Drehzahlen antreiben kann, ergibt sich dann eine automatische Vergrößerung bei der Verzögerung der Zuschaltung der Einspritzanlage.

Der Beginn der Kraftstoffeinspritzung kann im übrigen, sofern die Kraftstoffeinspritzanlge über ein elektrisches oder elektro nisches Abschaltventil verfügt, durch entsprechende Ansteuerung dieses Abschaltventils erreicht werden. Der verzögerte Beginn der Kraftstoffeinspritzung verhindert dabei Weiß- und Blaurauch bildung während des Startvorgangs und vermindert somit die Emission von unverbranntem Kraftstoff während des Startvorgangs.

Die den Glühkerzen 3 vorgeschaltete Steuereinrichtung 6 erhält ähnlich wie das Steuergerät 5 der Kraftstoffeinspritzanlage 2 über Signalleitungen eine Reihe von Informationen über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder der Glühkerzen zum Zwecke der Steuerung der Energiezufuhr. So kann beispiels weise die den Glühkerzen zugeführte Energie in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine T_BK, der Drehzahl der Brennkraftmaschine n_BK, der Temperatur der Glühkerzen T_GK und anderer Parameter gesteuert werden. Es könnte auch zweckmäßig sein, das Steuergerät 5 für die Steuerung der Kraftstoffein spritzanlage 2 und die Steuereinrichtung 6 zur Steuerung der Glühkerzen 5 in einem gemeinsamen Steuergerät zusammenzufassen, das dann sowohl die Kraftstoffeinspritzanlage hinsichtlich der Größe der Verzögerung der Zuschaltung der Einspritzanlage sowie gegebenenfalls hinsichtlich der eingespritzten Kraft stoffmenge und des Einspritzzeitpunktes als auch die Glühkerzen hinsichtlich ihrer Energiezufuhr steuert.

Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Diesel-Brennkraftmaschine geschaffen, deren Inbetriebsetzung ähnlich wie bei Otto-Brennkraftmaschinen allein durch Betätigen des Anlaßschalters erreicht wird. Dabei erfolgt mit dem Betätigen des Anlaßschalters die Einschaltung der Glühkerze und gleich zeitig oder unmittelbar danach die Zuschaltung des Anlasser motors, wobei die Glühkerzen durch externe Regelung innerhalb weniger Sekunden auf die erforderliche Mindestglühtemperatur gebracht werden. Der Selbstlauf der Diesel-Brennkraftmaschine wird allerdings erst nach dem verzögerten Zuschalten der Kraft stoffeinspritzanlage möglich sein, die den zur Verbrennung erforderlichen Kraftstoff zuführt. Auch bei Otto-Brennkraft maschinen wird aber, insbesondere beim Kaltstart, mitunter eine längere Durchdrehzeit bis zum Anspringen benötigt, so daß insofern kaum noch Unterschiede zwischen dem Startverhal ten einer Diesel- und einer Otto-Brennkraftmaschine feststellbar sind. In jedem Fall entfällt bei der erfindungsgemäßen Diesel- Brennkraftmaschine eine längere Wartezeit vor dem Einschalten des Anlassermotors und die unbequeme Beobachtung einer Glüh kontrolleuchte.

Claims

1. Startvorrichtung für eine Diesel-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge, insbesondere Kraft fahrzeuge, mit einer Einrichtung zur Kraftstoffzuführung zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine, mit einem durch Betätigung eines Anlaßschalters einschaltbaren Anlassermotor zum Durchdrehen der Brennkraftmaschine beim Starten und mit den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeordneten Glühkerzen, die zumindest während eines Kaltstarts der Brenn kraftmaschine einschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei Betätigung des Anlaßschalters (1) angestoßene Schaltvorrichtung zur im wesentlichen gleichzeitigen Einschal tung des Anlassermotors (4) und der Glühkerzen (3) sowie zur zeitverzögerten Zuschaltung der Kraftstoffzuführeinrich tung vorgesehen ist.

2. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zeitverzögerung zwischen der Einschaltung des Anlassermotors (4) und der Glühkerzen (3) und der Zu schaltung der Kraftstoffzuführeinrichtung (2) in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder der Glühkerzen (3) steuerbar ist.

3. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zeitverzögerung in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

4. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zeitverzögerung in Abhängigkeit von der Temperatur der Glühkerzen (3) steuerbar ist.

5. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zeitverzögerung in Abhängigkeit von den den Glühkerzen (3) zugeführten Strom- und/oder Spannungs werten steuerbar ist.

6. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zeitverzögerung in Abhängigkeit von der Zahl der Umdrehungen der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

7. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zeitverzögerung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

8. Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Glühkerzen (3) eine Steuer einrichtung (6) zugeordnet ist, die die Energiezufuhr zu den Glühkerzen in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brenn kraftmaschine und/oder der Glühkerzen steuert.