EP1247964B1 - Startabbruchsystem und -verfahren für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Startabbruchsystem und -verfahren für einen Verbrennungsmotor Download PDF

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EP1247964B1
EP1247964B1 EP02004821A EP02004821A EP1247964B1 EP 1247964 B1 EP1247964 B1 EP 1247964B1 EP 02004821 A EP02004821 A EP 02004821A EP 02004821 A EP02004821 A EP 02004821A EP 1247964 B1 EP1247964 B1 EP 1247964B1
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EP
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starter
operatively connected
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engine
control
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Peter Kupske
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • F02P11/02—Preventing damage to engines or engine-driven gearing

Definitions

  • the present invention relates to a system and a method for the controlled termination of a start attempt for an internal combustion engine, in particular for a boxer engine of a motorcycle.
  • a starter usually, internal combustion engines are started by means of an electric motor called a starter.
  • the operation of the starter is done in motor vehicles usually by turning the ignition key in the ignition. In this case, a start switch is actuated.
  • the starter is normally operated by a separate start button or switch, which must be actuated after switching on the ignition with the ignition key. In both cases, the starter is only operated during a start attempt as long as the start switch is actuated, d. H. until the release of the ignition key in the vehicle or the start button on the motorcycle.
  • the internal combustion engine is supplied with fuel at the start of the starting operation, the end of the starting operation detected or detected, compared the speed of the internal combustion engine with a determined in response to a condition parameter of the internal combustion engine limit speed and the starting process continues, if the speed is greater than the limit speed is and otherwise canceled.
  • a controlled cancel the startup process is not apparent from this document.
  • EP-A-1 001 151 relates to a method and a device for the controlled shutdown of an internal combustion engine, which comprises a fuel injection control and an ignition control and in which an electric motor and / or generator (electric machine) coupled directly or indirectly to the internal combustion engine and another control is provided.
  • a stop signal for the internal combustion engine is detected, the fuel injection while maintaining the ignition is interrupted, maintained a certain engine speed for a certain time or a certain number of crankshaft revolutions by means of the electric machine, and finally the internal combustion engine by means of Electric machine stopped.
  • the present invention has for its object to provide a device or a system and a method for a controlled start abort when starting an internal combustion engine. This object is achieved with the features of the claims.
  • the invention is based on the basic idea of ending an initiated start abort at an uncritical time.
  • the invention when initiating the start abort, d. H. when you release the start switch or the ignition key, the supply of the fuel-air mixture prevented and the ignition off, while the starter continues to beLespurt or engaged to prevent reverse rotation of the engine.
  • the inventive system shown schematically in Fig. 1 shows a starter 2 for starting an internal combustion engine 4 in a conventional manner.
  • the starter 2 can be connected to the engine 4 by means of a meshing or engaging device 6 and after the start of the engine 4 are separated from each other.
  • the starter 2 is connected to a start switch 8 in connection, for example in the form of a start button on the motorcycle or customary in motor vehicles embodiment of the ignition.
  • the starter 2 is set in motion.
  • the engagement device 6 In order to transmit the output from the starter 2 torque to the motor 4, the engagement device 6 must be engaged, including an actuator 12 is provided, which is in communication with an engaging with the start switch 8 engagement control 14.
  • a corresponding control signal is transmitted to the engagement control 14, which in turn passes a signal to the actuator 12 to engage the engagement device 6.
  • a respective signal is forwarded to an injection control 16 and to an ignition control 18.
  • the injection control 16 sets an injection system 20 and the ignition control 18 an ignition system 22 into operational readiness, so that when turning the engine 4 through the starter 2 fuel-air mixture is injected and made to explode.
  • the engagement control 14, the injection control 16 and the ignition control 18 may be combined in a common control device 24.
  • This control device 24 may in turn be part of the entire engine control.
  • the inventive system described above and shown in Fig. 1 is formed in a particularly advantageous and effective manner for a fully automatic start abort.
  • a start abort initiated by terminating the actuation of the start switch 8 generates a corresponding start abort signal and supplies it to the control device 24, in particular the engagement control 14, the injection control 16 and the ignition control 18 and a time delay element or timer 26.
  • the start abort signal causes substantially instantaneously that the injection control 16 and the ignition control 18 generate a respective control signal and supply it to the injection system 20 or the ignition system 22.
  • a further supply of the fuel-air mixture is inhibited by the injection system 20 and the ignition output of the ignition system 22 is suppressed.
  • the start-stop signal supplied to the timer 26 causes the starter 2 not to be momentarily turned off upon initiation of the start-up stop, but continues to be energized for a predetermined time.
  • the start abort signal is forwarded by the timer 26 to the engagement control 14 with a time delay (represented by a dashed line in FIG. 1), on the basis of which a control signal for disengaging the engagement device 6 is output to the actuating device 12.
  • This time delay caused by the timer 26 may be either equal to or different from the time until the starter 2 is turned off.
  • the predetermined period of time until the starter 2 is switched off and the time until disengagement of the meshing device 6 is selected such that the starter 2 is stopped first and the meshing device 6 is disengaged if no further flame ignition is possible. Following this, the control device 24 is set to restart.
  • system and method according to the invention for controlled start abort for an internal combustion engine ensures that a reverse rotation of the engine 4 and a burning of the fuel-air mixture is prevented in the intake manifold, whereby the risk of damaging the engine and / or vehicle and the risk of injury is significantly reduced.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum kontrollierten Abbrechen eines Startversuches für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Boxermotor eines Motorrads.
  • Üblicherweise werden Verbrennungsmotoren mittels eines als Anlasser bezeichneten Elektromotors gestartet. Die Betätigung des Anlassers erfolgt bei Kraftfahrzeugen üblicherweise durch Drehen des Zündschlüssels im Zündschloß. Dabei wird ein Startschalter betätigt. Bei Motorrädern erfolgt die Betätigung des Anlassers dagegen üblicherweise durch einen separaten Startknopf bzw. -schalter, der nach Einschalten der Zündung mit dem Zündschlüssel betätigt werden muß. In beiden Fällen wird der Anlasser bei einem Startversuch nur solange betrieben, wie der Startschalter betätigt wird, d. h. bis zum Loslassen des Zündschlüssels beim Kraftfahrzeug bzw. des Startknopfes beim Motorrad.
  • Von Zeit zu Zeit geschieht es, daß der Startschalter losgelassen wird, bevor der Verbrennungsmotor läuft. Ein derartiger verfrühter Abbruch des Startvorganges führt bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Boxermotoren unter Umständen zum Rückdrehen des Motors, wodurch das im Verbrennungsraum bzw. in den Verbrennungsräumen befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch sich durch den Zündvorgang in den Saugrohren entzündet. Dies kann zu Beschädigungen des Motors, insbesondere der Saugrohre, und in Extremfällen sogar zu deren "Absprengen" führen. Ferner kann die Kraftstoffleitung durch einen derartigen Zündvorgang abreißen und Kraftstoff auslaufen bzw. herausspritzen (p ≤ 3,0 bar).
  • Dieses Problem wird herkömmlicherweise durch mechanische Sicherungsmaßnahmen entschärft. Jedoch findet selbst dann die Zündung bzw. die Explosion des Kraftstoff-Luft-Gemisches nach wie vor im Ansaugschnorchel statt und kann zu Schäden am Fahrzeug bzw. am Motor führen. Ferner sind diese bekannten Sicherungsmaßnahmen technisch aufwendig, teuer und optisch störend.
  • Aus der DE-A-197 27 595 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine bekannt, die sich mit den Problemen der Startresonanz beschäftigt.
  • Gemäß diesem Verfahren und dieser Vorrichtung wird der Brennkraftmaschine mit Beginn des Startvorganges Kraftstoff zugeführt, das Ende der Startbetätigung ermittelt oder erfaßt, die Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einer in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter der Brennkraftmaschine ermittelten Grenzdrehzahl verglichen und der Startvorgang fortgesetzt, falls die Drehzahl größer als die Grenzdrehzahl ist und ansonsten abgebrochen. Ein kontrolliertes Abbrechen des Startvorganges ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.
  • Die EP-A-1 001 151 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontrollierten Abstellen eines Verbrennungsmotors, der eine Kraftstoff-Einspritzsteuerung und eine Zündsteuerung umfaßt und bei der ein unmittelbar oder mittelbar mit dem Verbrennungsmotor gekoppelter Elektromotor und/oder Generator (Elektro-Maschine) sowie eine weitere Steuerung vorgesehen ist. Um ein kontrolliertes Abstellen zu gewährleisten, wird ein Abstellsignal für den Verbrennungsmotor erfaßt, die Kraftstoffeinspritzung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Zündung unterbrochen, eine bestimmte Motordrehzahl über eine bestimmte Zeit oder eine bestimmte Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen mittels der Elektro-Maschine aufrechterhalten, und schließlich der Verbrennungsmotor mittels der Elektro-Maschine gestoppt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein System sowie ein Verfahren für einen kontrollierten Startabbruch beim Anlassen eines Verbrennungsmotors bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
  • Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, einen eingeleiteten Startabbruch zu einem unkritischen Zeitpunkt zu beenden. Dazu wird erfindungsgemäß beim Einleiten des Startabbruchs, d. h. beim Loslassen des Startschalters bzw. des Zündschlüssels, die Zufuhr des Kraftstoff-Luft-Gemisches unterbunden und die Zündung abgeschaltet, wobei gleichzeitig der Anlasser weiterhin eingespurt bzw. eingerückt bleibt, um ein Rückdrehen des Motors zu verhindern.
  • Dadurch wird auf effektive und sichere Weise ein vollautomatischer Startabbruch gewährleistet, der Schäden am Motor und/oder Fahrzeug sowie mögliche Verletzungen verhindert und die bisher üblichen mechanischen Sicherungsmaßnahmen überflüssig macht.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Startabbruchsystems für einen Verbrennungsmotor.
  • Das in Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße System zeigt einen Anlasser 2 zum Anlassen eines Verbrennungsmotors 4 auf herkömmliche Weise. Dazu kann der Anlasser 2 mit dem Motor 4 mittels einer Einspur- bzw. Einrückeinrichtung 6 verbunden und nach erfolgtem Starten des Motors 4 voneinander getrennt werden. Zum Auslösen bzw. Einleiten des Startvorganges steht der Anlasser 2 mit einem Startschalter 8 in Verbindung, beispielsweise in Form eines Startknopfes beim Motorrad oder der bei Kraftfahrzeugen üblichen Ausgestaltung des Zündschlosses. Bei einem (durch den Pfeil 10 angedeuteten) Betätigen des Startschalters 8 wird der Anlasser 2 in Gang gesetzt. Um das vom Anlasser 2 abgegebene Drehmoment auf den Motor 4 zu übertragen, muß die Einrückeinrichtung 6 eingerückt werden, wozu eine Betätigungseinrichtung 12 vorgesehen, die mit einer mit dem Startschalter 8 in Verbindung stehenden Einrücksteuerung 14 in Verbindung steht. Das heißt, beim Betätigen des Startschalters 8 wird ein entsprechendes Steuersignal an die Einrücksteuerung 14 übermittelt, die wiederum ein Signal an die Betätigungseinrichtung 12 weiterleitet, um die Einrückeinrichtung 6 einzurücken. Gleichzeitig wird beim Betätigen des Startschalters 8 jeweils ein Signal an eine Einspritzsteuerung 16 sowie an eine Zündsteuerung 18 weitergegeben. Daraufhin setzt die Einspritzsteuerung 16 eine Einspritzanlage 20 und die Zündsteuerung 18 eine Zündanlage 22 in Funktionsbereitschaft, so daß beim Drehen des Motors 4 durch den Anlasser 2 Kraftstoff-Luft-Gemisch eingespritzt und zur Explosion gebracht wird.
  • Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, können die Einrücksteuerung 14, die Einspritzsteuerung 16 und die Zündsteuerung 18 in einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung 24 zusammengefaßt sein. Diese Steuerungseinrichtung 24 kann wiederum ein Bestandteil der gesamten Motorsteuerung sein.
  • Das vorstehend beschriebene und in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße System ist auf besonders vorteilhafte und effektive Weise für einen vollautomatischen Startabbruch ausgebildet. Ein durch das Beenden der Betätigung des Startschalters 8 eingeleiteter Startabbruch erzeugt ein entsprechendes Startabbruchsignal und führt dieses der Steuerungseinrichtung 24, insbesondere der Einrücksteuerung 14, der Einspritzsteuerung 16 und der Zündsteuerung 18 sowie einem Zeitverzögerungsglied bzw. Timer 26 zu. Das Startabbruchsignal veranlaßt im wesentlichen augenblicklich, daß die Einspritzsteuerung 16 und die Zündsteuerung 18 ein jeweiliges Steuersignal erzeugen und dieses der Einspritzanlage 20 bzw. der Zündanlage 22 zuführen. Infolge dieser Signale wird eine weitere Zufuhr des Kraftstoff-Luft-Gemisches von der Einspritzanlage 20 unterbunden und die Zündausgabe der Zündanlage 22 unterdrückt. Gleichzeitig verursacht das dem Timer 26 zugeführte Startabbruchsignal, daß der Anlasser 2 nicht augenblicklich beim Einleiten des Startabbruchs abgeschaltet wird, sondern eine vorbestimmte Zeit weiter mit Energie versorgt wird. Darüber hinaus wird das Startabbruchsignal durch den Timer 26 zeitverzögert an die Einrücksteuerung 14 weitergeleitet (in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt), auf dessen Basis ein Steuersignal zum Ausrücken der Einrückeinrichtung 6 an die Betätigungseinrichtung 12 ausgegeben wird. Diese durch den Timer 26 bewirkte Zeitverzögerung kann entweder gleich der Zeit bis zum Abschalten des Anlassers 2 oder davon unterschiedlich sein.
  • Die vorgegebene Zeitdauer bis zum Abschalten des Anlassers 2 und die Zeitdauer bis zum Auskuppeln der Einspureinrichtung 6 ist dabei so ausgewählt, daß der Anlasser 2 erst gestoppt und die Einspureinrichtung 6 ausgerückt wird, wenn keine Gemischentflammung mehr erfolgen kann. Im Anschluß daran wird die Steuerungseinrichtung 24 in erneute Startbereitschaft versetzt.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße System und Verfahren zum kontrollierten Startabbruch für einen Verbrennungsmotor dafür Sorge trägt, daß ein Rückdrehen des Motors 4 und ein Verbrennen des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Bereich der Saugrohre unterbunden wird, wodurch die Gefahr der Beschädigung des Motors und/oder Fahrzeugs sowie das Verletzungsrisiko erheblich reduziert wird.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum kontrollierten Abbrechen eines Startvorgangs für einen Verbrennungsmotor (4) mit:
    (a) einem Anlasser (2);
    (b) einer Steuerungseinrichtung (24), die mit dem Anlasser (2), einer Einspritzanlage (20) und einer Zündanlage (22) in Wirkverbindung steht; und
    (c) einem Timer (26) zum Verzögern der Abschaltung des Anlassers (2) bezogen auf den Zeitpunkt des Abschaltens der Einspritzanlage (20) und der Zündanlage (22) in Antwort auf ein Startabbruchsignal.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Anlasser (2) durch eine mittels einer Betätigungseinrichtung (12) ansteuerbare Einrückeinrichtung (6) mit dem Motor (4) in und außer Wirkverbindung bringbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerungseinrichtung (24) mit der Betätigungseinrichtung (12) in Wirkverbindung steht und das Abschalten des Anlassers (2) mit einem Ausrücken der Einrückeinrichtung (6) gekoppelt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anlasser (2) mit einem Startschalter (8), der mit der Steuerungseinrichtung (24) in Wirkverbindung steht, betätigbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Steuerungseinrichtung (24) eine mit der Betätigungseinrichtung (12) in Wirkverbindung stehende Einrücksteuerung (14), eine mit der Einspritzanlage (20) in Wirkverbindung stehende Einspritzsteuerung (16) sowie eine mit der Zündanlage in Wirkverbindung stehende Zündsteuerung (18) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Timer (26) in die Steuerungseinrichtung (24) integriert ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerungseinrichtung (24) in eine Motorsteuerung für den Motor (4) integriert ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Timer (26) mit dem Startschalter (8), dem Anlasser (2) und optional mit der Steuerungseinrichtung (24) in Wirkverbindung steht.
  9. Verfahren zum kontrollierten Abbrechen eines mit einem Anlasser (2) durchgeführten Startvorgangs für einen Verbrennungsmotor (4) mit den Schritten:
    (a) Erfassen eines Startabbruchsignals;
    (b) Zuführen des Startabbruchsignals an eine Steuerungseinrichtung (24), um ein weiteres Einspritzen von Kraftstoff-Luft-Gemisch und weitere Zündaktivitäten zu unterbinden;
    (c) Zuführen des Startabbruchsignals an einen Timer (26) zum Verzögern der Abschaltung des Anlassers (2) und/oder der Trennung des Anlassers (2) vom Motor (4) bezogen auf den Zeitpunkt des Unterbindens der Einspritzung und der Zündaktivitäten.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Abbrechen des Startvorgangs durch Beenden der Betätigung eines mit dem Anlasser (2) in Wirkverbindung stehenden Startschalters (8) eingeleitet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Zuführen des Startabbruchsignals gemäß Schritt (b) durch Zuführen des Startabbruchsignals an eine Einspritzsteuerung (16) und eine Zündsteuerung (18) erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Anlasser (2) durch eine mittels einer Betätigungseinrichtung (12) ansteuerbare Einrückeinrichtung (6) mit dem Motor (4) in und außer Wirkverbindung bringbar ist und die Steuerungseinrichtung (24) mit der Betätigungseinrichtung (12) in Wirkverbindung steht, um das Abschalten des Anlassers (2) mit einem Ausrücken der Einrückeinrichtung (6) zu koppeln.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Steuerungseinrichtung (24) eine mit der Betätigungseinrichtung (12) in Wirkverbindung stehende Einrücksteuerung (14) aufweist, die als Antwort auf ein vom Timer (26) geliefertes Signal die Einrückeinrichtung (6) ausrückt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Timer (26) das Abschalten des Anlassers (2) so steuert, daß der Motor (4) solange in Vorwärtsrichtung bewegt wird bis keine Gemischentflammung mehr erfolgen kann.
  15. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 14 für einen Boxermotor, insbesondere einen in einem Motorrad vorgesehenen Boxermotor.
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EP1247964A2 EP1247964A2 (de) 2002-10-09
EP1247964A3 EP1247964A3 (de) 2005-04-13
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EP1247964A3 (de) 2005-04-13
DE10116486A1 (de) 2002-10-10
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