EP0365714B1 - Verfahren zum Durchführen eines Heissstarts - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for performing a hot start according to the preamble of claim 1.
- a method is e.g. in laid-open specification 2410090.
- it is known to take into account the machine temperature from previous shutdowns when determining the hot start conditions (US-A-4224913).
- a hot start condition is recognized via the temperature of the cooling water.
- the cooling water temperature alone is not a sure criterion for a hot start condition. It has therefore started to measure the temperature of the fuel directly with an additional temperature sensor. Although this method is precise, it requires an additional temperature sensor.
- the object of the invention is to reliably detect a hot start condition in a method for performing a hot start without having to use additional temperature sensors.
- the hot start condition is recognized from the cooling water temperature and the intake air temperature.
- the corresponding sensors for generating a cooling water temperature signal and an intake air temperature signal, which are monitored by an engine control unit, are present in any case in vehicles with engine control units and therefore do not require any additional effort.
- the engine control unit for monitoring these signals remains switched on after the internal combustion engine has been switched off during a post-operating period.
- This post-operating time is chosen so that after its expiration the internal combustion engine has cooled down in any case to such an extent that there can be no more hot start conditions.
- the engine control unit recognizes a hot start condition when the cooling water temperature signal and the intake air temperature signal have both each reached an assigned limit value at least once during the post-operating time. This is based on the finding that, without measuring the temperature of the fuel directly, the formation of vapor bubbles in the fuel can be recognized by the fact that the cooling water temperature and the intake air temperature both once reached these assigned limit values during the after-operation time.
- the engine control unit stores a hot start identifier and is then switched off.
- the hot start identifier remains saved.
- This second limit value for the cooling water temperature is lower than the first for recognizing the hot start condition. This is because after the appearance of vapor bubbles in the fuel, these continue to exist even when the machine cools down until the second lower limit value is reached. This second limit value is also determined by tests.
- An internal combustion engine is equipped with an engine control unit for controlling the fuel injection quantity.
- the engine control unit evaluates information such as the speed, load, etc. of the internal combustion engine and determines the required fuel injection quantity from a map.
- a further map for a hot start is provided, which causes an increased fuel injection quantity compared to the normal map.
- the engine control unit receives as input variables a cooling water temperature signal KW from a cooling water temperature sensor, an intake air temperature signal AL from an intake air temperature sensor and a signal from an ignition switch of the internal combustion engine, which indicates whether the internal combustion engine is stopped or is being started.
- the engine control unit executes a program routine according to the flow chart in FIGURE 1 with steps S1 to S11.
- step S1 a program run for recognizing a hot start condition is started after the arrival of the signal from the ignition switch that the internal combustion engine is stopped.
- step S2 a flag 1 and a flag 2 are then set to zero.
- step S3 it is checked whether a post-operating time TN has expired since the internal combustion engine was switched off.
- This post-operating time TN is thirty minutes. This value is determined from tests and selected so that after this time the hot engine under no circumstances occurs under any circumstances. Since the post-operating time TN is just beginning during the first program run, the answer in step S3 is no and step S4 follows.
- step S3 follows again after step S7 until the post-operating time TN has expired. Then the answer in step S3 is yes and the engine control unit is switched off in step S11 without a hot start identifier having been stored.
- Steps S5, 6, 8 and 9 now serve to set the hot start identifier in step S10 if the limit values GKW1 and GAL have each been exceeded once.
- the answer in step S4 will be no and in step S5 the flag 1 will be set to 1.
- Step S6 then serves to query whether flag 2 is also 1. This is only the case if the limit GAL has already been exceeded once in step S7 and flag 2 has accordingly been set to 1 in step S8.
- the hot start flag is set and stored in step S10.
- Steps S8 and S9 represent the same procedure for the limit value GAL as steps S5 and S6 for the limit value GKW1.
- the program routine described in the flowchart in FIGURE 2 then runs with steps S12 to S18. It is decided whether a hot start with an increased fuel injection quantity is necessary or whether a cold start is performed with the normal fuel injection quantity.
- step S13 it is checked whether the hot start flag is set. If it was not set, step S18 can immediately follow with the cold start, since then there was no hot start condition.
- step S14 follows with the query whether the cooling water temperature signal KW is greater than a limit value GKW2 of 80 ° C. If the answer is no, it means that the hot start condition has occurred once but is no longer present. Accordingly, the hot start identifier is deleted in step S17 and step S18 follows again.
- step S14 If the answer in step S14 is yes, the hot start condition is still given and the hot start is carried out in step S16.
- step S16 After the hot start in step S16 or the cold start in step S18, the normal engine running routine follows, which is no longer shown in FIG. 2.
- step S15 is intended for the case that the starting process is interrupted one or more times. In this case, a hot start was then carried out for the duration of these starting attempts, thus causing an increased fuel injection quantity. The intake tract of the internal combustion engine is then already sufficiently flushed with fuel and a hot start does not have to be carried out again.
- step S15 therefore, the time since the start of the start process or, if appropriate, the total time for several Startups compared to a post-start time. This post-start time is thirty seconds. If the answer is yes in step S15, the hot start identifier is then deleted in step S17 and the cold start is carried out in step S18. With a no answer in step S15, on the other hand, the hot start follows in step S16.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Heißstarts gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solches Verfahren ist z.B. in der Offenlegungsschrift 2410090 beschrieben. Nach einer weiteren Schrift ist es bekannt, die Maschinentemperatur von vorherigen Abschalten bei der Feststellung der Heißstartbedingungen zu berücksichtigen (US-A-4224913).
- Dabei wird eine Heißstartbedingung über die Temperatur des Kühlwassers erkannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Kühlwassertemperatur allein kein sicheres Kriterium für eine Heißstartbedingung ist. Man ist deshalb dazu übergegangen, die Temperatur des Kraftstoffs mit einem zusätzlichen Temperaturgeber direkt zu messen. Diese Methode ist zwar genau, bedingt aber einen zusätzlichen Temperaturgeber.
- Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, bei einem Verfahren zum Durchführen eines Heißstarts eine Heißstartbedingung zuverlässig zu erkennen, ohne dabei zusätzliche Temperaturgeber einsetzen zu müssen.
- Die erfindungsgemäße Lösung ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung findet sich im abhängigen Anspruch.
- Gemäß der Erfindung wird die Heißstartbedingung aus der Kühlwassertemperatur und der Ansauglufttemperatur erkannt. Die entsprechenden Geber zum Erzeugen eines Kühlwassertemperatursignals und eines Ansauglufttemperatursignals, die von einem Motorsteuergerät überwacht werden, sind bei Fahrzeugen mit Motorsteuergeräten sowieso vorhanden, bedingen also keinen zusätzlichen Aufwand.
- Erfindungsgemäß bleibt das Motorsteuergerät zum Überwachen dieser Signale nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine während einer Nachbetriebszeit weiter eingeschaltet.
- Diese Nachbetriebszeit ist dabei so gewählt, daß nach ihrem Ablauf die Brennkraftmaschine in jedem Fall soweit abgekühlt ist, daß mit Sicherheit keine Heißstartbedingung mehr vorliegen kann.
- Das Motorsteuergerät erkennt eine Heißstartbedingung, wenn das Kühlwassertemperatursignal und das Ansauglufttemperatursignal beide mindestens einmal während der Nachbetriebszeit jeweils einen zugeordneten Grenzwert erreicht haben. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man ohne die Temperatur des Kraftstoffs direkt zu messen, die Bildung von Dampfblasen im Kraftstoff daran erkennen kann, daß die Kühlwassertemperatur und die Ansauglufttemperatur beide einmal während der Nachbetriebszeit eben diese zugeordneten Grenzwerte erreicht haben.
- Die Kühlwassertemperatur steigt nach dem Abstellen einer Brennkraftmaschine durch die fehlende Umwälzung des Kühlwassers und die heiße Maschine relativ schnell auf einen hohen Maximalwert und sinkt dann langsam ab. Auch die Ansauglufttemperatur steigt nach dem Abstellen durch den heißen Motor auf einen deutlich höheren Maximalwert, erreicht diesen Maximalwert aber normalerweise nicht zeitgleich mit dem Erreichen des Maximalwerts der Kühlwassertemperatur. Es besteht nun bei jeder Brennkraftmaschine ein direkter Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Dampfblasen im Kraftstoff und der Höhe der Temperaturen des Kühlwassers und der Ansaugluft. Wenn eine Dampfblasenbildung im Kraftstoff nach Abstellen der Brennkraftmaschine auftritt, so hat sowohl die Kühlwassertemperatur wie auch die Ansauglufttemperatur jeweils mindestens einmal einen bestimmten zugeordneten Grenzwert erreicht. Diese Grenzwerte lassen sich durch Versuche ermitteln und sind je nach Brennkraftmaschinentyp unterschiedlich. Sie müssen dabei nicht unbedingt beide gleichzeitig erreicht sein. Es genügt, wenn, auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten, jeder der beiden Grenzwerte jeweils einmal während der Nachbetriebszeit erreicht wurde. Dann kann davon ausgegangen werden, daß während der Nachbetriebszeit eine Dampfblasenbildung im Kraftstoff aufgetreten ist.
- In diesem Fall speichert das Motorsteuergerät eine Heißstartkennung ab und wird dann abgeschaltet. Die Heißstartkennung bleibt dabei gespeichert.
- Beim nächstfolgenden Start der Brennkraftmaschine ist durch die abgespeicherte Heißstartkennung klar, daß nach dem vorhergehenden Abstellen eine Dampfblasenbildung im Kraftstoff stattgefunden hat. Das Motorsteuergerät ermittelt nun durch eine erneute Messung der Kühlwassertemperatur, ob dieser Zustand noch fortbesteht. Liegt die Kühlwassertemperatur noch über einem zweiten Grenzwert, so liegen immer noch Dampfblasen im Kraftstoff vor und das Motorsteuergerät bewirkt einen Heißstart mit erhöhter Kraftstoffeinspritzmenge.
- Dieser zweite Grenzwert für die Kühlwassertemperatur liegt niedriger als der erste zum Erkennen der Heißstartbedingung. Dies deshalb, da nach dem Auftreten von Dampfblasen im Kraftstoff diese auch bei abkühlender Maschine noch bis zum Erreichen des zweiten niedrigeren Grenzwerts weiterbestehen. Auch dieser zweite Grenzwert wird durch Versuche ermittelt.
- Die Erfindung wird anhand der FIGUREN näher erläutert. Dabei zeigen
- FIGUR 1
- ein Flußdiagramm zur Bildung einer Heißstartkennung und
- FIGUR 2
- ein Flußdiagramm zur Heißstartentscheidung beim Start der Brennkraftmaschine.
- Eine Brennkraftmaschine ist mit einem Motorsteuergerät zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge ausgerüstet. Das Motorsteuergerät wertet dazu Information wie Drehzahl, Last usw. der Brennkraftmaschine aus und bestimmt die jeweils erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge aus einem Kennfeld. Für den Start der Brennkraftmaschine ist ein weiteres Kennfeld für einen Heißstart vorgesehen, das gegenüber dem normalen Kennfeld eine erhöhte Kraftstoffeinspritzmenge bewirkt.
- Die Entscheidung, ob ein solcher Heißstart durchgeführt werden soll, wird anhand der im folgenden beschriebenen Flußdiagramme gefällt, wobei im Motorsteuergerät entsprechende Programmroutinen ausgeführt werden.
- Das Motorsteuergerät erhält dazu als Eingangsgrößen ein Kühlwassertemperatursignal KW von einem Kühlwassertemperaturgeber, ein Ansauglufttemperatursignal AL von einem Ansauglufttemperaturgeber sowie ein Signal von einem Zündschalter der Brennkraftmaschine, das angibt, ob die Brennkraftmaschine steht oder gestartet wird.
- Nach jedem Abstellen der Brennkraftmaschine führt das Motorsteuergerät eine Programmroutine gemäß dem Flußdiagramm in FIGUR 1 mit Schritten S1 bis S11 aus.
- Im Schritt S1 wird nach Eintreffen des Signals vom Zündschalter, daß die Brennkraftmaschine steht, ein Programmlauf zum Erkennen einer Heißstartbedingung gestartet.
- Beim Schritt S2 werden dann ein Flag 1 und ein Flag 2 gleich Null gesetzt.
- Im Schritt S3 wird geprüft, ob eine Nachbetriebszeit TN seit dem Abstellen der Brennkraftmaschine abgelaufen ist. Diese Nachbetriebszeit TN beträgt dreißig Minuten. Dieser Wert ist aus Versuchen ermittelt und so gewählt, daß nach Ablauf dieser Zeit bei der untersuchten Brennkraftmaschine unter keinen Umständen mehr eine Heißstartbedingung auftritt. Da beim ersten Programmdurchlauf die Nachbetriebszeit TN gerade beginnt, ist die Antwort im Schritt S3 nein und es folgt der Schritt S4.
- Dabei wird geprüft, ob ein Kühlwassertemperatursignal KW kleiner als ein zugehöriger Grenzwert GKW1 ist. Ist die Antwort ja, so folgt im Schritt S7 die Abfrage, ob ein Ansauglufttemperatursignal AL kleiner als ein zugehöriger Grenzwert GAL ist.
- Die Grenzwerte GKW1 und GAL sind experimentell ermittelt und betragen für eine bestimmte Brennkraftmaschine GKW = 135°C und GAL = 75°C. Diese Grenzwerte liegen für jeden Brennkraftmaschinentyp unterschiedlich hoch. Werden beide jeweils mindestens einmal während der Nachbetriebszeit TN erreicht oder überschritten, heißt das, daß im Kraftstoff Dampfblasen aufgetreten sind.
- Solange dies nicht der Fall ist, folgt nach dem Schritt S7 wieder der Schritt S3, bis die Nachbetriebszeit TN abgelaufen ist. Dann ist die Antwort im Schritt S3 ja und das Motorsteuergerät wird im Schritt S11 abgeschaltet, ohne daß eine Heißstartkennung abgespeichert wurde.
- Die Schritte S5, 6, 8 und 9 dienen nun dazu, die Heißstartkennung im Schritt S10 zu setzen, wenn die Grenzwerte GKW1 und GAL jeweils einmal überschritten wurden. So wird, wenn der Grenzwert GKW1 erreicht ist, die Antwort im Schritt S4 nein sein und im Schritt S5 wird der Flag 1 gleich 1 gesetzt. Der Schritt S6 dient dann der Abfrage, ob der Flag 2 ebenfalls gleich 1 ist. Dies ist nur dann der Fall, wenn der Grenzwert GAL im Schritt S7 bereits einmal überschritten wurde und dementsprechend Flag 2 im Schritt S8 gleich 1 gesetzt wurde. Folglich wird, wenn die Antwort im Schritt S6 ja ist, die Heißstartkennung im Schritt S10 gesetzt und abgespeichert. Die Schritte S8 und S9 stellen die gleiche Vorgehensweise für den Grenzwert GAL dar wie die Schritte S5 und S6 für den Grenzwert GKW1.
- Wenn im Schritt S11 das Motorsteuergerät abgeschaltet wird, sind zwei Fälle möglich:
- ― Die Nachbetriebszeit TN ist abgelaufen, ohne daß eine Heißstartbedingung erkannt wurde; die Heißstartkennung ist nicht gesetzt.
- ― Während der Nachbetriebszeit TN wurde eine Heißstartbedingung erkannt; die Heißstartkennung ist gesetzt.
- Beim nächstfolgenden Start der Brennkraftmaschine läuft dann die im Flußdiagramm der FIGUR 2 beschriebene Programmroutine mit den Schritten S12 bis S18 ab. Dabei wird entschieden, ob ein Heißstart mit einer erhöhten Kraftstoffeinspritzmenge nötig ist oder ob ein Kaltstart mit der normalen Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt wird.
- Mit Eintreffen des Signals vom Zündschalter, daß die Brennkraftmaschine gestartet wird, beginnt die Programmroutine zur Heißstartentscheidung.
- Im Schritt S13 wird geprüft, ob die Heißstartkennung gesetzt ist. War sie nicht gesetzt, kann direkt der Schritt S18 mit dem Kaltstart folgen, da dann keine Heißstartbedingung vorgelegen hat.
- Ist die Heißstartkennung dagegen gesetzt, folgt der Schritt S14 mit der Abfrage, ob das Kühlwassertemperatursignal KW größer als ein Grenzwert GKW2 von 80°C ist. Ist die Antwort nein, so bedeutet dies, daß die Heißstartbedingung zwar einmal aufgetreten ist, aber jetzt nicht mehr vorliegt. Dementsprechend wird im Schritt S17 die Heißstartkennung gelöscht und es folgt wieder der Schritt S18.
- Ist die Antwort im Schritt S14 dagegen ja, so ist die Heißstartbedingung nach wie vor gegeben und im Schritt S16 wird der Heißstart durchgeführt.
- Nach dem Heißstart im Schritt S16 bzw. dem Kaltstart im Schritt S18 folgt dann die normale Motorlaufroutine, die in FIGUR 2 nicht mehr dargestellt ist.
- Der Schritt S15 ist schließlich für den Fall gedacht, daß der Startvorgang ein- oder mehrmals unterbrochen wird. In diesem Fall wurde dann bereits für die Dauer dieser Startversuche ein Heißstart durchgeführt und damit eine erhöhte Kraftstoffeinspritzmenge bewirkt. Der Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine ist dann bereits ausreichend mit Kraftstoff gespült und es muß nicht nochmals ein Heißstart durchgeführt werden.
- Im Schritt S15 wird daher die Zeit seit Beginn des Startvorgangs oder gegebenenfalls die aufsummierte Zeit für mehrere Startvorgänge mit einer Nachstartzeit verglichen. Diese Nachstartzeit beträgt dreißig Sekunden. Bei einer Ja-Antwort im Schritt S15 wird dann im Schritt S17 die Heißstartkennung gelöscht und im Schritt S18 der Kaltstart durchgeführt. Bei einer Nein-Antwort im Schritt S15 folgt dagegen der Heißstart im Schritt S16.
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