DE69408625T2

DE69408625T2 - Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69408625T2
Application number: DE69408625T
Authority: DE
Inventors: Francis Cogneville; Gerard Saint-Leger; Pierre Vaillard
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2014-10-22
Also published as: FR2711734B1; DE69408625D1; ES2113064T3; FR2711734A1; EP0651152A1; EP0651152B1; JPH07166992A; US5572964A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für den Antrieb der Kraftstoffpumpe eines Verbrennungsmotors, mit dem insbesondere ein Kraftfahrzeug ausgerüstet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Steuerungsverfahren, das dazu bestimmt ist, das Unterdrucksetzen der Kraftstoffleitung des Motors vor dem Anlassen dieses letzteren zu fördern. Ein solches Verfahren ist aus der US-A-5 175 663 bekannt.
Die Versorgungsleitung eines Verbrennungsrnotors umfaßt üblicherweise eine Leitung für die Zufuhr des Kraftstoffs unter Druck von einem Speichertank zu den Elektro- Einspritzventilen, die von einem elektronischen Motor steuerungssystem gesteuert werden, das die einzuspritzende Kraftstoffmenge je nach den Betriebsbedingungen des Motors bestimmt. Üblicherweise werden die Einspritzventile mit Kraftstoff unter konstantem Druck gespeist, wobei die eingespritzte Kraftstoffmenge dann durch die Öffnungsdauer der Einspritzventile oder die Einspritzzeit bestimmt wird.
Die Kraftstoffleitung ist folglich mit einer elektrischen Pumpe ausgestattet, die den Kraftstoff unabhängig von dem Betriebsbereich des Motors mit einem bestimmten Druck fördert. Der Einsatz dieser Pumpe wird direkt durch das elektronische Motorsteuerungssystem gesteuert, das den Betriebsbereich der Pumpe bestimmt, um jede Gefahr eines zufälligen Ausströmens des Kraftstoffs zu vermeiden. So wird die Pumpe erst nach dem Antrieb des Anlassers betätigt, und sie wird angehalten, sobald der Motor stillsteht.
Um den Start des Motors zu erleichtern, läßt man jedoch die vorzeitige Betätigung der Kraftstoffpumpe während einer vorbestimmten Zeitdauer zu, die auch als Verzögerung bezeichnet wird, sobald die Zündung eingeschaltet worden ist, daß heißt, sobald das Motorsteuerungssystem unter Spannung ist. Somit steht die Kraftstoffleitung bereits unter Druck, wenn der Anlasser betätigt wird, was ein sofortiges Einspritzen der gewünschten Kraftstoffmengen ermöglicht.
Diese Verzögerung ist üblicherweise für einen bestimmten Motor konstant und ist aus Sicherheitsgründen relativ kurz, in der Größenordnung von einigen Sekunden. Nun hat sich gezeigt, daß eine solche Verzögerung nicht ausreicht, um das Unterdrucksetzen der Kraftstoffleitung unter gewissen Umständen und insbesondere dann sicherzustellen, wenn die Kraftstoffleitung leer ist, was beim Verlassen der Produktionsstraße der Fall ist.
Hieraus folgt also unter diesen besonderen Umständen eine relativ lange Betätigung des Anlassers, um dem Kraftstoffdruck die Zeit zum Ansteigen zu lassen und so das Einspritzen ausreichender Kraftstoffmengen zu bewirken. Diese mehr oder weniger verlängerte Betätigung des Anlassers kann sich als schädlich für die Lebensdauer der elektrischen Batterie und des Anlassers des Fahrzeugs erweisen, die dann sehr stark beansprucht werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist also die Beseitigung dieses Nachteils des bisherigen Stands der Technik, indem sie ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffpumpe eines Verbrennungsmotors vorschlägt, gemäß dem die Verzögerungszeit in Hinblick auf die Bedürfnisse des Motors angepaßt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe bestimmt, mit welcher die Kraftstoffleitung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs ausgerüstet ist, wobei die Kraftstoffpumpe elektrisch angetrieben und von dem Motorsteuerungssystem gesteuert wird. Dieses Steuerungsverfahren besteht darin, die Kraftstoffpumpe im voraus beim Unterspannungsetzen des elektronischen Motorsteuerungssystems während einer vorbestimmten Verzögerungszeit zu betätigen.
Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffpumpe dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von vorbestimmten Kriterien verstellt wird.
Gemäß einem anderen Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung wird die Verzögerungszeit gemäß vorbestimmten Betriebskriterien des Motors verstellt.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung wird die Verzögerungszeit nur vorbehaltlich eines von einer Bedienungskraft ausgelösten Freigabeprotokolls verstellt.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung wird die Verzögerungszeit in Abhängigkeit von dem in der Kraftstoffleitung herrschenden Druck des Kraftstoffes verstellt.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung kann die Verzögerungszeit nur zwei Werte annehmen, einen ersten Wert, der normalerweise bei jedem Unterspannungsetzen des elektronischen Motorsteuerungssystems angewendet wird, und einen zweiten Wert, der nur unter vorbestimmten Umständen angewendet wird, wobei die erste Verzögerungszeit dann deutlich kürzer ist als die zweite Verzögerungszeit.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung ist die zweite Verzögerungszeit oder lange Verzögerung insbesondere dazu bestimmt, bei leerer Kraftstoffleitung angewendet zu werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung ist die lange Verzögerung insbesondere dazu bestimmt, vor dem ersten Start des Motors angewendet zu werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung wird die lange Verzögerung angewendet, nachdem das Motorsteuerungssystem das Senden eines vorbestimmten Signals durch eine Bedienungskraft festgestellt hat, und unter der Bedingung, daß der Motor vorher niemals in Betrieb gewesen ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steue rung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung ist das vorbestimmte Signal durch die voll durchgetretene Stellung des Gaspedals definiert.
Gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe entsprechend der Erfindung wird der Motor als in Betrieb gewesen betrachtet, wenn er eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat.
Die Ziele, Erscheinungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gegeben wird, wobei:
Figur 1 eine schematische Ansicht der Kraftstoffleitung eines Verbrennungsmotors ist;
Figur 2 ein elektrisches Teilschaltbild der Steuerung der Kraftstoffpumpe durch das Motorsteuerungssystem ist;
Figur 3 ein Flußdiagramm ist, das die verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens genauer erläutert.
Es sind nur die Elemente dargestellt worden, die zum Verständnis der Erfindung notwendig sind. Um das Lesen der Zeichnungen zu erleichtern, tragen dieselben Elemente von Zeichnung zu Zeichnung dieselben Bezugszeichen.
Das in Figur 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor umfaßt in herkömmlicher Weise eine Leitung 10 für die Zufuhr des Kraftstoffs unter Druck von dem Kraftstofftank 4 zu den Elektro-Einspritzventilen 9. Die Elektro-Einspritzventile 9 werden von einem elektronischen Motorsteuerungssystem 3 gesteuert, das die Öffnungszeit der verschiedenen Einspritzventile und somit die eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt.
Die Kraftstoffzufuhrleitung 10 umfaßt eine elektrisch angetriebene Druckpumpe 5. Im Innern der Pumpe 5 verhindert ein Sicherheitsventil überdrücke und am Ausgang verhindert ein Rückschlagventil das Leerlaufen der Leitung bei Stillstand des Motors. Die Pumpe 5 fördert den Kraftstoff durch einen Filter 6, dann in die Einspritzleitung 7, die mit den verschiedenen Einspritzventilen in Verbindung steht. Der Einspritz-Differenzdruck zwischen der Kraftstoffzufuhrleitung und dem Ansaugkrümmer wird unabhängig von dem Ausstoß der Einspritzventile 9 durch den Druckregler 8 konstant gehalten, der die zum Tank 4 rückgeführte Menge des überschüssigen Kraftstoffs überwacht.
Das Motorsteuerungssystem 3 umfaßt üblicherweise einen Rechner, der eine zentrale Verarbeitungseinheit oder CPU, einen Lese-Schreib-Speicher oder RAM, einen Festspeicher oder ROM, Analog-Digital-Wandler und verschiedene Eingabeund Ausgabe-Schnittstellen aufweist.
Das Motorsteuerungssystern 3 empfängt verschiedene Eingangssignale, die für den Betrieb des Motors kennzeichnend sind: Last, Drehzahl, Wassertemperatur, Krümmerdruck etc... Es führt Rechenoperationen durch und erzeugt seinerseits Ausgangssignale, die an die direkt gesteuerten Organe und insbesondere an die Kraftstoff-Einspritzventile 9 und die Kraftstoffpumpe 5 gerichtet sind.
Zur Aktivierung der Kraftstoffpumpe umfaßt also das Motorsteuerungssystem 3 laut Figur 2 einen Ausgang 22, der einen gesteuerten Schalter wie einen Transistor 23 aufweist, der das Unterspannungsetzen eines Relais 24 steuert, das durch eine Verbindungsleitung 25 an der +-Klemme der Batterie des Fahrzeugs angeschlossen ist, wobei die Verbindungsleitung mit einem nicht dargestellten Schalter zusammenwirkt, der durch den Zündschlüssel des Fahrzeugs betätigt wird (+APC), um jedes ungewollte Ingangsetzen der Kraftstoffpumpe zu verhindern.
Das Auslösen des Relais 24 bewirkt dann das Schließen der Leitung 28, welche die Batterie (VBD) direkt mit der Kraftstoffpumpe 5 verbindet, und folglich den Antrieb dieser letzteren.
Üblicherweise steuert das Motorsteuerungssystem 3 die Betätigung der Kraftstoffpumpe 5 im voraus während einer sogenannten Verzögerungszeit, sobald die Zündung eingeschaltet ist. Das Einschalten der Zündung wird entweder direkt durch Erkennen des übergangs Schlüssel "aus" - Schlüssel "an" oder auch direkt durch das Unterspannungsetzen des Motorsteuerungssystems 3 bestimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffpumpe besteht also darin, diese Verzögerung gemäß gewissen vorbestimmten Kriterien zu verstellen.
Figur 3 stellt somit schematisch einen Algorithmus dar, der zur Anpassung der Verzögerung beim allerersten Start des Motors bestimmt ist, wenn das mit diesem ausgestattete Fahrzeug die Produktionsstraße verläßt.
Hierfür verfügt das Motorsteuerungssystem über zwei vorgegebene Verzögerungswerte: einen Wert Tl von etwa 30 s, der nur für den ersten Start bestimmt ist, um das Unterdrucksetzen der anfänglich leeren Kraftstoffleitung zu ermöglichen, und einen Wert Tc von etwa 1 s für die folgenden Startvorgänge.
Die Wahl des langen Verzögerungswertes Tl durch das Motorsteuerungssystern 3 wird dann durch die Verknüpfung zweier unterschiedlicher Kriterien bestimmt: das Fehlen eines jeglichen früheren Betriebs des Motors und das Erkennen eines speziellen Signals, das durch eine Bedienungskraft absichtlich erzeugt wird und das von dem Motorsteuerungssystem bei seinem Einschalten erkannt wird, zum Beispiel das Gaspedal in der voll durchgetretenen Stellung. Dieses Signal wird entweder direkt anhand eines mit dem Gaspedal verbundenen Potentiometers oder indirekt anhand der Vollast-Stellung der Gasdrosselklappe erfaßt.
Die Verknüpfung der zwei Kriterien ermöglicht die Anwendung der langen Verzögerung Tl mit der größtmöglichen Sicherheit. Die Verzögerung Tl wird nur durch eine spezielle Betätigung ausgelöst, die ein Freigabeprotokoll definiert, was die Gefahr einer unvermuteten Auslösung beseitigt, die zu einer langen und trockenen Drehung der Kraftstoffpumpe führen könnte. Überdies kann der spätere Benutzer des Fahrzeugs nicht die Bedingungen für die Auslösung der langen Verzögerung wiederherstellen.
Hierfür besteht das Verfahren zunächst darin, den Inhalt eines spezifischen Speicherfaches FLAGDEM des Rechners 3 zu lesen (nicht flüchtiger EEPROM-Speicher), der die Tatsache kennzeichnet, daß der Motor bereits in Betrieb bzw. nicht in Betrieb war. Dieses anfänglich auf "0" stehende Speicherfach wird auf "1" gesetzt, sobald der Motor gelaufen ist. Zur Bestimmung, ob der Motor in Betrieb war, kann man zum Beispiel als Kriterium die Tatsache heranziehen, daß sich dieser oberhalb einer bestimmten Drehzahl (1000/min) gedreht hat, und man weist diesem Fach den Kode "1" zu. Die Strategie der Erkennung des Motorbetriebs und der Aktualisierung des Inhalts des Registers FLAGDEM ist klassisch und wurde nicht dargestellt.
Das Lesen des Inhalts des Registers FLAGDEM bestimmt dann den Verzögerungswert. Wenn der Inhalt "1" ist, dann wird systematisch die kurze Verzögerung Tc angewendet. Der Transistor 23 wird also für eine Zeitdauer, die Tc entspricht, geschlossen.
Wenn der Inhalt "0" ist, dann wartet das Motorsteuerungssystem auf das Freigabeprotokoll, es wartet also für eine bestimmte Zeit auf den Empfang eines vorbestimmten Signais, zum Beispiel die Anordnung des Gaspedals in der voll durchgetretenen Stellung. Man betrachtet also die Information Gasdrosselklappenstellung PA, die durch einen spezifischen Meßfühler an den Rechner 3 geliefert wird und die überdies zur Berechnung der Einspritzzeit verwendet wird, um die Vollast-Stellung PAPF zu erfassen, die der voll durchgetretenen Stellung des Gaspedals entspricht. Entweder das Signal wird erfaßt, und es wird dann die lange Verzögerung Tl angewendet, oder das Signal wird nicht erfaßt, und es wird dann die Verzögerung Tc angewendet.
Eine bestimmte Zahl von Sicherheitsmaßnahmen, die in dem Flußdiagramm von Figur 3 nicht näher angegeben sind, begleiten die Durchführung des Verfahrens. So wird die lange Verzögerung Tl durch das Abschalten der Zündung sofort unterbrochen, was die Sicherheit des Systems im Falle eines Defekts der Kraftstoffleitung (Ausströmen von Kraftstoff) gewährleistet. überdies wird im Falle eines Speicherfehlers oder eines Versagens des Drosselklappen-Meßfühlers systema tisch die kurze Verzögerung Tc verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet also auf einfache Weise durch eine einfache Modifikation des Steuerprogramms des Rechners 3 und ohne die Notwendigkeit einer speziellen Vorrichtung die Anwendung einer an das erste Starten angepaßten Verzögerung Tl, was es ermöglicht, die Zeit der ersten Ingangsetzung zu verringern und folglich das Heißlaufen des Anlassers und den Verschleiß der Batterie zu vermeiden. Wenn einmal das Fahrzeug gestartet ist, nimmt die Verzögerung wieder den Wert Tc an, was einen besonders sicheren Betrieb des Motors gewährleistet.
Es ist möglich, bei einem nach dem Verkauf stattfin denden Eingriff, der die Kraftstoffleitung betrifft (Auswechseln des Tanks etc.), die Rückstellung des Registers FLAGDEM auf "0" vorzusehen, um erneut eine lange Verzögerung Tl zu ermöglichen.
Natürlich ist die Erfindung keineswegs auf die be schriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt, die nur als Beispiel gegeben wurde.
So kann man, wie man die Anpassung des Verzögerungswertes vorsehen kann, um diesen oder jenen besonderen Betriebssituationen des Fahrzeugs zu entsprechen, auch vorsehen, den Verzögerungswert bei jeder Inbetriebnahme anzupassen, zum Beispiel anhand der Information Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung, die von einem auf der Einspritzleitung 7 angeordneten Druckfühler geliefert wird, wobei die Verzögerung dann vorbehaltlich einer maximalen Sicher heitsdauer verlängert wird, bis der in der Zufuhrleitung herrschende Druck den vorbestimmten Betriebsdruck der Elektro-Einspritzventile 9 erreicht.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5), mit welcher die Kraftstoffleitung (10) eines Verbrennungsmotors (1) eines Kraftfahrzeugs ausgerüstet ist, wobei die Kraftstoffpumpe (5) elektrisch angetrieben und von dem Motorsteuerungssystem (3) gesteuert wird, das darin besteht, die Kraftstoffpumpe (5) im voraus beim Unterspannungsetzen des elektronischen Motorsteuerungssystems (3) während einer vorbestimmten Verzögerungszeit (T) zu betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von vorbestimmten Kriterien (PAPF) verstellt wird.

2. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit (T) gemäß vorbestimmten Betriebskriterien des Motors (1) verstellt wird.

3. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit (T) nur vorbehaltlich eines von einer Bedienungskraft ausgelösten Freigabeprotokolls (PAPF) verstellt wird.

4. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit (T) in Abhängigkeit von dem in der Kraftstoffleitung herrschenden Druck des Kraftstoffes verstellt wird.

5. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit (T) zwei Werte annehmen kann, einen ersten Wert (Tc), der normalerweise bei jedem Unterspannungsetzen des elektronischen Motorsteuerungssystems (3) angewendet wird, und einen zweiten Wert (Tl), der nur unter vorbestimmten Umständen angewendet wird, wobei die erste Verzögerungszeit (Tc) deutlich kürzer ist als die zweite Verzögerungszeit (Tl).

6. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet&sub1; daß die zweite Verzögerungszeit (Tl) insbesondere dazu bestimmt ist, bei leerer Kraftstoffleitung (10) angewendet zu werden.

7. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verzögerungszeit (Tl) insbesondere dazu bestimmt ist, vor dem ersten Start des Motors (1) angewendet zu werden.

8. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verzögerungszeit (Tl) angewendet wird, nachdem das Motorsteuerungssystem (3) das Senden eines vorbestimmten Signals (PAPF) durch eine Bedienungskraft festgestellt hat, und unter der Bedingung, daß der Motor (1) vorher niemals in Betrieb gewesen ist.

9. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Signal durch die voll durchgetretene Stellung des Gaspedals definiert ist.

10. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe (5) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als in Betrieb gewesen betrachtet wird, wenn er eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat.