DE4435419A1

DE4435419A1 - Control system for the fuel metering of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE4435419A1
Application number: DE4435419A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Schott; Klaus Dipl Ing Joos
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1996-04-11
Also published as: EP0784744B1; DE59507258D1; EP0784744A1; WO1996010690A1; JPH10506450A; ES2139929T3

Abstract

A fuel apportioning regulation system for internal combustion engines has means for sensing operation parameters, a program-controlled signal processing installation and means for transmitting a pilot signal to at least an injection valve. In a hot start situation, signal processing allows the pilot signal to be corrected for hot start. Recognition of a hot start situation is based on temperature signals. In addition, a hot start situation is supposed to exist when the internal combustion engine temperature (tmot) is higher than a first threshold (TMH) and the difference between an earlier value of the suction air temperature and its value at the beginning of a new start (delta tans) exceeds a certain value. The hot start situation is supposed to have ended when the internal combustion engine temperature falls below a second threshold TMGHS or when the internal combustion engine has sucked a determined amount or volume of air.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Steuersystem für die Kraft stoffzumessung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruches. Dieses Steuersystem führt im Rahmen der Signalverarbeitung bei einer gegebenen Heißstartsituation eine sogenannte Heißstartkorrektur des Ansteuersignals für das wenigstens eine Einspritzsignal durch, wobei Basis für das Erkennen der Heißstartsituation Temperatursignale sind.The invention is based on a control system for the force Stoffzumessung an internal combustion engine according to the genus of Main claim. This tax system runs under the Signal processing for a given hot start situation a so-called hot start correction of the control signal for the at least one injection signal, with the basis for recognizing the hot start situation are temperature signals.

Generell wird dann von einem Heißstartfall gesprochen, wenn z. B. nach einer kurzen Betriebspause der erneute Start bei einer dann noch heißen Brennkraftmaschine erfolgt. Bei ruhender heißer Maschine bilden sich Kraftstoffdampfblasen in den Kraftstoffleitungen sowie auch im Einspritzventil selbst. Bei einem nachfolgenden Startvorgang behindern diese Kraftstoffdampfblasen dann die reguläre Kraftstoffzumessung. Deshalb wird unter Heißstartbedingungen ein verlängertes Einspritzsignal ausgegeben, damit auch beim Auftreten von Kraftstoffdampfblasen eine gewisse Mindestmenge an Kraft stoff dem Verbrennungsprozeß zur Verfügung gestellt werden kann. Dabei stellt sich zwangsläufig die Frage, wann und wie lange eine Heißstartsituation vorliegt.Generally speaking, a hot start is used when e.g. B. after a brief pause in restart an then still hot internal combustion engine. At When the machine is hot, fuel vapor bubbles form in the fuel lines as well as in the injection valve themselves. In a subsequent starting process, these hinder Fuel vapor bubbles then the regular fuel metering. Therefore, under hot start conditions, an extended one Injection signal issued so that even when Fuel vapor bubbles have a certain minimum amount of power Substance can be made available to the combustion process can. The question of when and how arises long a hot start situation.

Die Problematik des Heißstartes wurde schon verschiedentlich in der Literatur behandelt. Beispielhaft seien zwei Doku mente angegeben.The problem of the hot start has been various treated in the literature. Two documents are exemplary ment specified.

Die DE 40 39 598 A (R. 24018) offenbart "Heißstartverfahren und -vorrichtung für eine Brennkraftmaschine". Eine Heiß startsituation wird bei der dort angegebenen Lehre dann an genommen, wenn sowohl die Motortemperatur als auch die An sauglufttemperatur bestimmte Schwellwerte übersteigen und darüber hinaus die betragsmäßige Differenz zwischen der An sauglufttemperatur zu einem früheren Zeitpunkt und der An sauglufttemperatur bei einem neuen Start oberhalb einer wählbaren Schwelle liegt.DE 40 39 598 A (R. 24018) discloses "hot start method and device for an internal combustion engine ". A hot The starting situation will then start at the teaching specified there taken when both the motor temperature and the on suction air temperature exceed certain threshold values and in addition, the difference in amount between the An suction air temperature at an earlier time and the on suction air temperature at a new start above one selectable threshold.

Die US 4 951 633 behandelt ebenfalls die Heißstart-Problema tik. Dort wird dann eine Heißstartsituation angenommen, wenn eine definierte Zeitspanne nach Ausschalten der Zündung noch nicht abgelaufen ist und sowohl die Ansauglufttemperatur als auch die Motortemperatur bestimmte Schwellwerte übersteigt. Bei diesen bekannten Systemen endet die Heißstartsituation dann, wenn die Motortemperatur unter einen Schwellwert ab fällt oder im Falle eines weiteren Startversuchs.US 4,951,633 also addresses hot start problems tik. A hot start situation is assumed there if a defined period of time after the ignition is switched off has not expired and both the intake air temperature and the engine temperature also exceeds certain threshold values. The hot start situation ends with these known systems then when the engine temperature drops below a threshold falls or in the event of another attempt to start.

Es hat sich nun gezeigt, daß die bekannten Systeme noch kein Optimum darstellen, vor allem bezüglich des angenommenen En des einer Heißstartsituation.It has now been shown that the known systems have not yet Represent optimum, especially with regard to the assumed En of a hot start situation.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, möglichst optimale Be stimmungen dafür anzugeben, wann und wie lange eine Heiß startsituation vorliegt. Gelöst wird diese Aufgabe mit der Merkmalskombination des Hauptanspruchs. The object of the invention is therefore to be as optimal as possible moods to indicate when and how long a hot starting situation is present. This task is solved with the Combination of features of the main claim.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und er läutert:An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below and he purifies:

Es zeigen Fig. 1 eine qualitative Darstellung von Drehzahl und verschiedenen Temperaturen bei einer Brennkraftmaschine vor und nach ihrem Abstellen in Verbindung mit der Problema tik eines Heißstartes, Fig. 2 zeigt ein grobes Übersichts- Flußdiagramm in Verbindung mit einer Heißstartkorrektur und Fig. 3 ein detailliertes Flußdiagramm mit Angabe der Bedin gungen für das Setzen und Rücksetzen eines speziellen Bits, das eine Heißstartsituation kennzeichnet.In the drawings Fig. 1 is a qualitative representation of the speed and various temperatures in an internal combustion engine before and after its stopping in connection with the Problema tik a hot startes, Fig. 2 shows a high level overview flow chart in connection with a hot-start correction, and Fig. 3 is a detailed Flow chart with specification of the conditions for setting and resetting a special bit that characterizes a hot start situation.

Description of the embodiment

Das in Fig. 1 dargestellte Diagramm zeigt den Verlauf von Drehzahl und verschiedenen Temperaturen bei einer Brenn kraftmaschine vor und nach dem Abstellen, aufgetragen je weils über der Zeit. Zum Zeitpunkt t₀ wird bei der Brenn kraftmaschine die Zündung ausgeschaltet mit der Folge, daß die Drehzahl bis zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t₁ auf 0 absinkt (Kurvenzug a). Ein weiterer Kurvenzug b zeigt den Verlauf der Brennkraftmaschinentemperatur: sie sinkt langsam nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine ab. Dabei wird die Brennkraftmaschinentemperatur mit der Temperatur des Kühl mittels gleichgesetzt.The diagram shown in Fig. 1 shows the course of speed and various temperatures in an internal combustion engine before and after shutdown, plotted each time over time. At time t₀, the ignition is switched off in the internal combustion engine, with the result that the speed drops to 0 at a subsequent time t₁ (curve a). Another curve b shows the course of the internal combustion engine temperature: it slowly decreases after the internal combustion engine is switched off. The internal combustion engine temperature is equated with the temperature of the coolant.

Mit dem Kurvenzug c ist der Verlauf der Ansauglufttemperatur angegeben. Sie liegt während des normalen Laufs der Brenn kraftmaschine in der Regel weit unterhalb der Brennkraftma schinentemperatur, weil fortlaufend neue Ansaugluft von der betriebswarmen Brennkraftmaschine angesaugt wird. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine versiegt der Zustrom fri scher Ansaugluft. Die im Ansaugrohr stehende Ansaugluft er wärmt sich auf die Motorraumtemperatur und weist im folgen den einen der Brennkraftmaschinentemperatur angenäherten Verlauf auf.With curve c is the course of the intake air temperature specified. It lies during the normal run of the Brenn engine generally far below the internal combustion engine temperature, because continuously new intake air from the warm internal combustion engine is sucked. After this Turning off the internal combustion engine dries up the fri shear intake air. The intake air in the intake pipe warms up to the engine compartment temperature and points in the following the one approximated to the engine temperature Course on.

Die weitere Kennlinie (d) gibt den zeitlichen Verlauf der Einspritzventil-Temperatur an. Dieser Verlauf ist durch ei nen sehr starken Anstieg gekennzeichnet und durch Werte, die über diejenigen der Brennkraftmaschinentemperatur hinausge hen. Dies deshalb, weil die Einspritzventile im Bereich des Zylinderkopfes liegen und dieser Teil bei laufender Brenn kraftmaschine besonders heiß wird.The further characteristic curve (d) shows the time course of the Injector temperature on. This course is through ei marked very strong increase and by values that beyond those of the engine temperature hen. This is because the injectors in the area of Cylinder head and this part with the burning in progress engine gets particularly hot.

Das Diagramm von Fig. 1 verdeutlicht mit dem sehr starken Anstieg sowie den sehr hohen Werten der Einspritzventil- Temperatur die Gefahr der Dampfblasenbildung beim Kraft stoff. Das Diagramm zeigt außerdem, daß die Einspritzventil- Temperatur in etwa den Verlauf der Ansaugluft-Temperatur be sitzt und demzufolge ausgehend von der Ansaugluft-Temperatur auf die Einspritzventil-Temperatur geschlossen werden kann. Aus Messungen ist nun bekannt, in welchem Bereich kritische Einspritzventil-Temperaturen liegen, bei denen Heißstartpro bleme zu erwarten sind. Dieser Bereich liegt bei der Dar stellung von Fig. 1 zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃. Er ist in etwa dann gegeben, wenn und so lange die Ansaugluft temperatur einen um einen bestimmten Betrag höheren Wert als beim Abstellen der Brennkraftmaschine aufweist. Beispielhaft sei hier ein Betrag zwischen etwa 5°C und etwa 20°C angege ben, z. B. etwa 12°C. Selbstverständlich gilt dieser Wert nur für eine spezielle Brennkraftmaschine, da zwangsläufig auf grund anderer Baufarmen bei anderen Brennkraftmaschinen an dere Beträge gelten können.The diagram of Fig. 1 illustrates with the very strong increase and the very high values of the injector temperature, the risk of vapor bubbles in the fuel. The diagram also shows that the injection valve temperature sits approximately in the course of the intake air temperature and can therefore be inferred from the intake air temperature to the injection valve temperature. From measurements it is now known in which range critical injection valve temperatures are at which hot start problems are to be expected. This area is in the Dar position of Fig. 1 between the times t₂ and t₃. It is given approximately when and as long as the intake air temperature has a certain amount higher than when the internal combustion engine is switched off. For example, an amount between about 5 ° C and about 20 ° C is given ben, z. B. about 12 ° C. Of course, this value only applies to a specific internal combustion engine, since other amounts may inevitably apply to other internal combustion engines due to different construction arms.

Es geht nun darum, den Bereich zwischen t₂ und t₃ nach Fig. 1, in dem Heißstartprobleme zu erwarten sind, zu erkennen und dann, wenn ein erneuter Startvorgang innerhalb dieses Zeitraumes auftritt, besondere Maßnahmen zu ergreifen. It is now a question of recognizing the area between t₂ and t₃ according to FIG. 1, in which hot start problems are to be expected, and then, if a new starting process occurs within this period, to take special measures.

Fig. 2 zeigt in einer groben Übersicht das Flußdiagramm ei ner programmgesteuerten Signalverarbeitungsanlage bei der Steuerung der Kraftstoffzumessung einer Brennkraftmaschine. Mit Block 10 sei das Einlesen der verschiedenen Betriebsda ten angegeben. Es folgt in 11 die Bestimmung eines Grundzu meßsignals, das im folgenden Block 12 korrigiert wird, um letztlich in einer Ausgabeeinheit 13 als Einspritzsignal für ein Einspritzventil bereitgestellt werden zu können. Inner halb des Blocks 12 für die einzelnen Korrekturen läuft u. a. eine Heißstartkorrektur 15 ab, solange eine Heißstartsitua tion angenommen wird. Dies ist mit einem gesetzten Heiß start-Bit B_HS = 1 angegeben. Solange dieses Heißstart-Bit gesetzt ist, was mittels der Abfrage 16 ermittelbar ist, so lange wird bei einem Neustart auch eine Heißstartkorrektur vorgesehen. Wird jedoch das Heißstart-Bit zurückgesetzt, entfällt die Heißstartkorrektur in Block 15. Selbstverständ lich laufen im Rahmen der Brennkraftmaschinensteuerung ver schiedene Korrekturen und Maßnahmen im Zusammenhang mit der Bildung eines Einspritzsignales ab, was mit jeweils ge strichelten Linien innerhalb des Blockes 12 für die Korrek turen symbolisch dargestellt ist. Fig. 2 shows a rough overview of the flowchart of a program-controlled signal processing system in the control of the fuel metering of an internal combustion engine. With block 10 , the reading in of the various operating data is indicated. The determination of a basic measurement signal follows in FIG. 11, which is corrected in the following block 12 , so that it can ultimately be provided in an output unit 13 as an injection signal for an injection valve. Within block 12 for the individual corrections, a hot start correction 15 runs, as long as a hot start situation is assumed. This is indicated with a hot start bit B_HS = 1 set. As long as this hot start bit is set, which can be determined using query 16 , a hot start correction is also provided for a restart. However, if the hot start bit is reset, the hot start correction in block 15 is omitted. Of course, ver various corrections and measures in connection with the formation of an injection signal are running as part of the engine control, which is symbolically represented with ge dashed lines within block 12 for the corrections.

Fig. 3 zeigt im einzelnen ein Flußdiagramm zur Bestimmung einer Heißstartsituation, was durch das dann gesetzte Heiß start-Bit B_HS gekennzeichnet ist. Fig. 3 shows in detail a flow chart for determining a hot start situation, which is characterized by the then set hot start bit B_HS.

Nach dem Start 20 dieses Programmteils erfolgt eine Abfrage 21 dahingehend, ob die Brennkraftmaschinentemperatur tmot einen ersten Schwellwert TMH überschreitet. Ist dies der Fall, dient eine nachfolgende Abfrage 22 dazu, die Differenz zweier Ansaugluftwerte dahingehend abzufragen, ob der Betrag dieser Differenz z. B. 12°C überschreitet. Wenn ja, wird das Heißstart-Bit B_HS gesetzt. Dies erfolgt in Block 23. Im weiteren Programmdurchlauf findet sich eine Abfrage 25 da hingehend, ob die Brennkraftmaschinentemperatur tmot unter halb einer zweiten Schwelle TMGHS liegt. Wenn nein, startet in Block 26 eine Integration der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmasse. Hat der aufintegrierte Luftmassenwert ml einen Schwellwert IMLHS erreicht, wird angenommen, daß die Einspritzventile durch die einströmende frische Luft wieder auf einen unkritischen Wert abgekühlt sind, und das gesetzte Heißstart-Bit B_HS wird wieder auf 0 zurückgesetzt (Block 28). Damit endet dieser Programmzweig (29).After the start 20 of this program part, a query 21 is made as to whether the internal combustion engine temperature tmot exceeds a first threshold value TMH. If this is the case, a subsequent query 22 is used to query the difference between two intake air values to determine whether the amount of this difference z. B. exceeds 12 ° C. If so, the hot start bit B_HS is set. This is done in block 23 . In the further program run, there is a query 25 as to whether the internal combustion engine temperature tmot is below half a second threshold TMGHS. If not, integration of the air mass drawn in by the internal combustion engine starts in block 26 . If the integrated air mass value ml has reached a threshold value IMLHS, it is assumed that the injectors have cooled down again to an uncritical value due to the inflowing fresh air, and the set hot start bit B_HS is reset to 0 (block 28 ). This ends this program branch ( 29 ).

Ergab die Abfrage in der Abfrageeinheit 21 eine unterhalb der ersten Schwelle TMH liegende Brennkraftmaschinentempera tur tmot, dann erfolgt unmittelbar die weitere Abfrage auf das Erreichen des Wertes TMGHS in Abfrageblock 25. Ergab sich in der Einheit 22 nur ein geringer Temperaturunter schied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ansauglufttempera turwerten, dann wird das Heißstart-Bit ebenfalls nicht ge setzt und das Programm fährt als nächstes mit der Integra tion der Luftmasse in Block 26 fort. Erkennbar ist die Inte gration der Luftmasse bis zu einem bestimmten Schwellwert (Block 26 und Abfrage 27).If the query in the query unit 21 yields an internal combustion engine temperature tmot that is below the first threshold TMH, then the further query for reaching the value TMGHS in query block 25 takes place immediately. If there was only a slight temperature difference in the unit 22 between two successive intake air temperature values, the hot start bit is also not set and the program next continues with the integration of the air mass in block 26 . The integration of the air mass up to a certain threshold value can be seen (block 26 and query 27 ).

Wenn die Abfrage 25 ergibt, daß die Motortemperatur bereits unter eine zweite Schwelle TMGHS gefallen ist, wird unmit telbar das Heißstart-Bit B_HS in Block 28 zurückgesetzt.If the query 25 shows that the engine temperature has already dropped below a second threshold TMGHS, the hot start bit B_HS is immediately reset in block 28 .

Das Flußdiagramm von Fig. 3 verdeutlicht, daß eine Heiß startsituation dann angenommen und damit ein Heißstart-Bit dann gesetzt wird, wenn die Brennkraftmaschinentemperatur tmot einen ersten Schwellwert TMH überschreitet und ergän zend ein Anstieg der Ansauglufttemperatur delta-tans um ei nen bestimmten Wert seit einer letzten Messung stattgefunden hat. Dabei kann der letzte Wert derjenige sein, der zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine herrschte, oder jedoch ein Mittelwert bzw. ein minimaler Wert während einer bestimmter Phase vor dem Abstellen der Brennkraftma schine. Der neue Wert wird gewonnen zum Zeitpunkt des Ein schaltens der Zündung oder des Anlassers, wobei ebenfalls Mittelwerte gebildet werden können.The flow chart of FIG. 3 illustrates that a hot start situation is assumed and a hot start bit is then set when the engine temperature tmot exceeds a first threshold value TMH and, in addition, an increase in the intake air temperature delta-tans by a certain value since one last measurement has taken place. The last value can be the one that prevailed at the time the internal combustion engine was switched off, or an average value or a minimum value during a specific phase before the internal combustion engine was switched off. The new value is obtained when the ignition or starter is switched on, whereby averages can also be formed.

Das Heißstart-Bit B_HS bleibt nun so lange gesetzt, bis die Brennkraftmaschinentemperatur tmot einen zweiten Schwellwert TMGHS unterschreitet, oder jedoch erst im Anschluß an das Durchströmen einer vorbestimmten Gesamtluftmasse IMLHS im Ansaugrohr, was mittels der Integration der Luftmasse ml in Block 26 sowie der Abfrage mit Block 27 erfaßbar ist. Dies gilt unabhängig von der ermittelten Differenz bei den An sauglufttemperaturwerten (delta-tans) in Block 22. Damit bleibt sichergestellt, daß auch bei einem relativ kurzen Wiederholstart im Bereich zwischen den Zeiten t₂ und t₃ von Fig. 1 ein Heißstartfall angenommen wird, obwohl in diesem Fall die Abfrage in Block 22 nur eine geringe Temperaturdif ferenz delta-tans ergibt. Im Zusammenhang mit einer speziel len Brennkraftmaschine haben sich folgende Schwellwerte als zweckmäßig erwiesen:
TMH zwischen den allgemein angebbaren Werten TMH1 und TMH2, etwa im Bereich zwischen 80 und 110°C, vorzugsweise zwischen 95 und 105°C, entsprechend
TMGHS zwischen Werten TMGHS1 und TMGHS2 in der Größenordnung zwischen 70 und 100°C, vorzugsweise zwischen 85 und 95°C, Schwellwert der angesaugten Luftmasse IMLHS zwischen ML1 und ML2, d. h. zwischen 0 Kilogramm und etwa 4 Kilogramm.The hot start bit B_HS now remains set until the internal combustion engine temperature tmot falls below a second threshold value TMGHS, or only after the flow of a predetermined total air mass IMLHS in the intake pipe, which is done by integrating the air mass ml in block 26 and the query with Block 27 is detectable. This applies regardless of the difference determined in the intake air temperature values (delta-tans) in block 22 . This ensures that even with a relatively short repeat start in the range between times t₂ and t₃ of Fig. 1, a hot start is assumed, although in this case the query in block 22 results in only a small temperature difference delta-tans. In connection with a special internal combustion engine, the following threshold values have proven to be expedient:
TMH between the generally specifiable values TMH1 and TMH2, approximately in the range between 80 and 110 ° C, preferably between 95 and 105 ° C accordingly
TMGHS between values TMGHS1 and TMGHS2 in the order of magnitude between 70 and 100 ° C, preferably between 85 and 95 ° C, threshold value of the intake air mass IMLHS between ML1 and ML2, ie between 0 kg and about 4 kg.

Claims

1. Control system for the fuel metering of an internal combustion engine with means for acquiring operating data, a program-controlled signal processing system and means for outputting a control signal to at least one injection valve,
whereby in the context of signal processing for a given hot start situation, a so-called hot start correction of the control signal is carried out, and the basis for the detection of a hot start situation are temperature signals, characterized in that a hot start situation is assumed when

- The internal combustion engine temperature tmot is higher than a first threshold TMH and
- the difference between the intake air temperature (delta-tans) between an earlier value and the value at the start of the new start exceeds a threshold in terms of amount,

and the hot start situation is no longer considered to exist if

- The internal combustion engine temperature tmot is below a second threshold TMGHS or
- After the internal combustion engine has sucked in a certain amount or mass of air IMLHS.

2. Control system for the fuel metering of a burner engine, characterized in that the value for the first threshold TMH between generally specifiable values TMH1 and TMH2, preferably in the range between 80 and 110 ° C, preferred between 95 and 105 ° C.

3. Control system for the fuel metering of a burner engine, characterized in that the value for the second threshold TMGHS between values TMGHS1 and TMGHS2 in the order of magnitude between 70 and 100 ° C, preferably between between 85 and 95 ° C.

4. Control system for the fuel metering of a burner engine, characterized in that the value for the certain air volume or mass sucked in IMLHS between ML1 and ML2, i.e. H. between 0 kg and about 4 kg lies.