DE4306900C1 - Verfahren zum Aufheizen der Ansaugluft bei Brennkraftmaschinen mittels einer Flammanlage - Google Patents

Verfahren zum Aufheizen der Ansaugluft bei Brennkraftmaschinen mittels einer Flammanlage

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DE4306900C1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen der Ansaug­ luft bei Brennkraftmaschinen mittels einer Flammanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der US-PS 35 26 214 ist ein Verfahren zum Aufheizen der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine mittels einer Flamm­ anlage, welche vor dem Start der Brennkraftmaschine in Abhängig­ keit einer Starttemperatur aktiviert und bei Erreichen einer vorgegebenen Kühlmitteltemperatur wieder deaktiviert wird, bekannt. Eine Flammanlage wird dazu benutzt, bei niedrigen Außentemperaturen ein sicheres Zünden der Zylinder der Brenn­ kraftmaschine zu gewährleisten und in der Kaltlaufphase den sogenannten "Weißrauch" zu verhindern. Hierzu ist im Saugrohr der Brennkraftmaschine eine Brennkammer, in der eine Kraft­ stoffeinspritzdüse und eine Glühkerze angeordnet sind, vorge­ sehen. Bei tiefen Außentemperaturen wird die Glühkerze vor dem Start vorgeglüht und nach dem Start der Brennkraftmaschine Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt. Der in der Brenn­ kammer verbrannte Kraftstoff heizt dann die zu den Zylindern strömende Ansaugluft vor.
Von Nachteil ist bei diesem Verfahren, daß zwar das Einschalten der Flammanlage von der Starttemperatur abhängt, die Laufzeit aber von der Starttemperatur unabhängig ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Abschaltverhalten einer Flammanlage derart zu verbessern, daß die Flammanlage bei niederen Starttemperaturen länger und bei höheren Starttempe­ raturen kürzer eingeschaltet ist und daß auch bei Ausfall des Temperatursensors ein sicherer Betrieb der Flammanlage gewähr­ leistet wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Merkmale und Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
Durch die Abhängigkeit der Ausschaltbedingungen von der Start­ temperatur ist es möglich, die Flammanlage bei höheren Start­ temperaturen kürzer eingeschaltet zu lassen, was zu einer ver­ längerten Lebensdauer der verwendeten Bauteile führt. Anderer­ seits kann die Flammanlage bei niederen Starttemperaturen län­ ger eingeschaltet bleiben, so daß ein besserer Motorrundlauf und ein Abbau des Weißrauchausstoßes gewährleistet wird.
Durch die Kombination zweier Abschaltbedingungen ist ein si­ cherer Betrieb der Flammanlage auch bei eventuell auftretenden Störungen möglich. Kann der Temperatursensor die Kühlmittel­ temperatur in der Warmlaufphase nicht optimal erfassen, bei­ spielsweise durch zu große Nacheilung durch einen ungünstigen Einbauort, oder bei einer auftretenden Störung des Temperatur­ sensors würde die Flammanlage zu lange in Betrieb bleiben. In diesem Fall schaltet die Flammanlage über die maximale Lauf­ zeit, die wiederum abhängig von der Starttemperatur ist, ge­ steuert ab.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, wobei
Fig. 1 den Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Ausführungsbei­ spiels und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Kennfeld für die maxi­ male Laufzeit der Flammanlage und der Temperaturschwelle über der Starttemperatur zeigt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren wird nach dem Start in Block 1 zuerst in Block 2 die Starttemperatur Tstart gemes­ sen. Dies kann über eine Messung der Temperatur der Umgebungs­ luft oder durch die Messung der Kühlmitteltemperatur T vor dem Start der Brennkraftmaschine erfolgen. In Block 3 wird dann überprüft, ob die Starttemperatur Tstart eine vorgegebene Min­ desttemperatur Tmin übersteigt. Ist dies der Fall, so ist eine Vorheizung der Ansaugluft nicht notwendig und das Verfahren kann im Block 11 beendet werden. Unterschreitet aber die Starttemperatur Tstart die vorgegebene Mindesttemperatur Tmin, so wird im Block 4 die Flammanlage gestartet. Hierzu wird der Glühkerze ein Strom zugeführt. Nach Ablauf dieser Vorglühzeit kann die Brennkraftmaschine gestartet werden, wobei gleichzei­ tig Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt wird.
In Block 5 und 6 werden dann die für das Verfahren benötigte Temperaturschwelle Tmax und die maximale Laufzeit tmax in Ab­ hängigkeit von der Starttemperatur Tstart ermittelt. Hierzu wird beispielsweise ein Kennfeld, in dem die Temperaturschwelle Tmax und die maximale Laufzeit tmax in Abhängigkeit von der Starttemperatur Tstart eingetragen sind, verwendet. Ein ein­ faches Beispiel für ein solches Kennfeld zeigt die in Fig. 2 dargestellte Tabelle. In dieser Tabelle sind für verschiedene Bereiche der Starttemperatur Tstart die vorgegebenen Tempera­ turschwellen Tmax und maximalen Laufzeiten tmax eingetragen. Hierbei nehmen sowohl die Temperaturschwellen Tmax als auch die maximale Laufzeit tmax mit abnehmender Starttemperatur Tstart zu. Dies hat den Vorteil, daß die Flammanlage bei höheren Starttemperaturen Tstart kürzer eingeschaltet ist, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Bauteile führt. Bei niedrigeren Starttemperaturen Tstart ist die Flammanlage dage­ gen für einen besseren Motorrundlauf und einen Weißrauchabbau notwendigerweise länger eingeschaltet.
Nachdem nun die Maximalwerte Tmax und tmax ermittelt sind, wird in Block 7 die Zeitmessung initialisiert. Anschließend wird in Block 8 überprüft, ob die bisherige Laufzeit t die maximale Laufzeit tmax erreicht hat. Ist dies der Fall, so wird zum Block 10 verzweigt, wo die Flammstartanlage abgeschaltet wird. Im anderen Fall, d. h. wenn die maximale Laufzeit tmax noch nicht verstrichen ist, wird in Block 9 überprüft, ob die Kühl­ mitteltemperatur T die vorgegebene Temperaturschwelle Tmax er­ reicht hat. Ist dies der Fall, so wird zum Ausschalten der Flammanlage zum Block 10 verzweigt. Anschließend wird in Block 11 das Verfahren beendet. Ist dagegen in Block 9 die Kühlmit­ teltemperatur T noch unterhalb der Temperaturschwelle Tmax, so wird an den Beginn des Blockes 8 zurückverzweigt. Die Blöcke 8 und 9 werden nun solange durchlaufen, bis entweder die maximale Laufzeit tmax oder die Temperaturschwelle Tmax für das Kühl­ mittel erreicht ist.
Die Kombination der beiden Abschaltbedingungen bietet den Vor­ teil, daß das Verfahren auch noch bei einem Ausfall des Tempe­ ratursensors sicher funktioniert, da in diesem Fall die Flamm­ anlage nach Ablauf der maximalen Laufzeit tmax ausgeschaltet wird. Dagegen wird die Flammanlage bei höheren Drehzahlen und Lastaufnahmen des Motors durch den Temperatursensor ausge­ schaltet, wodurch unnötig lange Betriebszeiten der Flammanlage vermieden werden können.
Bei der Erfassung der Kühlmitteltemperatur T muß berücksichtigt werden, daß abhängig vom Einbauort des Temperatursensors die gemessene Kühlmitteltemperatur T nicht unbedingt mit der tat­ sächlichen Kühlmitteltemperatur übereinstimmen muß. Dieser Effekt kann bei diesem Verfahren jedoch dadurch kompensiert werden, daß diese Temperaturdifferenz auch bei der Ermittlung der Temperaturschwelle Tmax berücksichtigt wird.

Claims (5)

1. Verfahren zum Aufheizen der Ansaugluft bei einer Brenn­ kraftmaschine mittels einer Flammanlage, welche vor dem Start der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit einer Starttemperatur aktiviert und bei Erreichen einer vorgegebenen Betriebs­ temperatur wieder deaktiviert wird, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß in Abhängigkeit von der Starttemperatur (Tstart) eine maximale Laufzeit (tmax) für die Flammanlage ermittelt wird,
  • - daß in Abhängigkeit von der Starttemperatur (Tstart) eine Temperaturschwelle (Tmax) für die Kühlmitteltemperatur (T) ermittelt wird, und
  • - daß die Flammanlage ausgeschaltet wird, wenn entweder die Kühlmitteltemperatur (T) die Temperaturschwelle (Tmax) erreicht oder wenn die maximale Laufzeit (tmax) überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Starttemperatur (Tstart) durch Messung der Kühlmittel­ temperatur (T) vor dem Start der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Starttemperatur (Tstart) durch Messung der Umgebungs­ temperatur ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturschwelle (Tmax) in Abhängigkeit von der Starttemperatur (Tstart) in einem Kennfeld abgelegt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Laufzeit (tmax) in Abhängigkeit von der Starttemperatur (Tstart) in einem Kennfeld abgelegt ist.
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