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DE10115969A1 - Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine

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DE10115969A1
DE10115969A1 DE10115969A DE10115969A DE10115969A1 DE 10115969 A1 DE10115969 A1 DE 10115969A1 DE 10115969 A DE10115969 A DE 10115969A DE 10115969 A DE10115969 A DE 10115969A DE 10115969 A1 DE10115969 A1 DE 10115969A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem die zugeführte Kraftstoffmenge um einen Startmengenfaktor (F¶i¶) verändert wird, und Verwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass DOLLAR A (a) der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine in zwei Startphasen mit einer beliebigen Anzahl einzelner Einspritzvorgänge (i) gegliedert ist und für jeden Einspritzvorgang (i) ein Startmengenfaktor (F¶i¶) bestimmt wird, DOLLAR A (b) der Startmengenfaktor (F¶i¶) in jedem neuen Einspritzvorgang (i) der ersten Startphase vermindert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine durch eine Hochlauferkennung (HE) angezeigt wird, DOLLAR A (c) der Startmengenfaktor (F¶i¶) in jedem neuen Einspritzvorgang (i) der sich anschließenden, zweiten Startphase verändert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Erreichen einer Leerlaufdrehzahl (n¶0¶) beispielsweise durch eine Leerlauferkennung (LE) angezeigt wird (erfolgreicher Motorstart), und DOLLAR A (d) der Startmengenfaktor (F¶i¶) nach erfolgreichen Motorstart zurückgenommen wird oder andere Motorsteuerungsfunktionen die Anforderung einer Gemischanreicherung übernehmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Ferner betrifft sie Verwendungen des Verfahrens nach den Ansprüchen 21 und 22.
Ein Kaltstart oder ein Startvorgang bei niedrigen Motortemperaturen erfordert unter anderem besondere steuerungstechnische Maßnahmen im Bereich der Kraftstoffzufuhr. Der Startvorgang lässt sich dabei in einzelne Phasen gliedern. Zunächst wird der Anlasser auf eine Mindestdrehzahl beschleunigt. Nach dem Erreichen der Mindestdrehzahl wird eine Kraftstoffmenge bereitgestellt, die im Vergleich zu Kraftstoffmengen unter Betriebstemperaturen deutlich angehoben ist. Diese Anhebung endet üblicherweise mit oder kurz nach dem Beginn des Hochlaufs der Verbrennungskraftmaschine auf eine Soll- Leerlaufdrehzahl.
Ein Grundproblem beim Startvorgang sowohl bei fremdgezündeten, insbesondere direkteinspritzenden, Verbrennungskraftmaschinen (Ottomotoren) als auch bei selbstzündenden Motoren (Diesel) ist die Benetzung der Brennraumwände, der Ventile, des Kolbenbodens und des Saugrohrs mit einem Kraftstofffilm. Dieser, auch als Wandfilmproblematik bekannte Nachteil zeigt sich, beispielsweise bei einer Direkteinspritzung, in der Tendenz des eingespritzten Kraftstoffes, sich an dem Kolbenboden, auf den der Einspritzstrahl üblicherweise gerichtet ist, abzuschlagen. Infolgedessen werden wesentliche Anteile der angesaugten oder eingespritzten Kraftstoffmenge bei den ersten Zündungen des Motors nicht verbrannt, da sie wegen des in der Umgebung noch kalten Motors nicht verdampfen können. Somit wird im Allgemeinen zu viel Kraftstoff bereitgestellt, was zur Folge hat, dass ein Abgas während des Startvorganges erheblich erhöhte Anteile an nicht oder unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen enthält. Da auch die zur Konvertierung der unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffe im Abgasstrang angeordneten Katalysatorsysteme in der Regel noch nicht ihre Mindestbetriebstemperatur erreicht haben, steigt eine Gesamtemission des Kraftfahrzeugs, so dass die Einhaltung gesetzlicher Schadstoffgrenzen erschwert wird.
Die Problematik wird noch dadurch verstärkt, dass bei den herkömmlichen Lösungen die Anhebung der Kraftstoffzufuhr während des Startvorganges auf Kraftstoffe mit besonders schlechten Starteigenschaften, das heißt mit niedrigem Dampfdruck bei Ottomotoren und/oder niedriger Zündwilligkeit bei Dieselkraftstoffen, abgestimmt wird. Bekannte Lösungen sehen bisher lediglich vor, einen Startmengenfaktor in Abhängigkeit von der Motortemperatur oder Motordrehzahl zu beeinflussen. Der Startmengenfaktor wird beispielsweise mit steigender Motortemperatur herabgesetzt. Der Faktor und die Charakteristik der anschließenden Rücknahme des Startmengenfaktors orientieren sich im Wesentlichen an den Kraftstoffeigenschaften und sind demnach auf geringe Kraftstoffqualitäten ausgelegt. Normalerweise sind jedoch für im Verkehr befindliche Kraftfahrzeuge bessere Kraftstoffqualitäten erhältlich.
Ein weiteres Problem ist das Auftreten von unerwünschten Drehzahlüberschwingern über die vorgegebene Leerlaufdrehzahl. Derartige Übersteuerungen treten beim Startvorgang durch Vorgabe zu hoher Startmengenfaktoren auf und führen zu einem unnötigen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs und einer Erhöhung der Gesamtemission der Verbrennungskraftmaschine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten bedarfsgerechten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung zu stellen, mit dem die genannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll durch eine verbesserte geregelte Anpassung des Startmengenfaktors an die tatsächlichen Verhältnisse ein schneller und gleichmäßiger Startvorgang sichergestellt werden. Damit einhergehend soll die Gesamtemission des Kraftfahrzeugs reduziert und das Auftreten von Drehzahlüberschwingern vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
  • a) der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine in zwei Startphasen mit einer beliebigen Anzahl einzelner Einspritzvorgänge gegliedert ist und für jeden Einspritzvorgang ein Startmengenfaktor bestimmt wird,
  • b) der Startmengenfaktor in jedem neuen Einspritzvorgang der ersten Startphase vermindert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine durch eine Hochlauferkennung angezeigt wird,
  • c) der Startmengenfaktor in jedem neuen Einspritzvorgang der sich anschließenden, zweiten Startphase verändert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Erreichen einer Leerlaufdrehzahl beispielsweise durch eine Leerlauferkennung angezeigt wird (erfolgreicher Motorstart), und
  • d) der Startmengenfaktor nach erfolgreichem Motorstart zurückgenommen wird oder andere Motorsteuerungsfunktionen die Anforderung einer Gemischanreicherung übernehmen.
Damit werden in der Regel während des Startvorganges geringere Kraftstoffmengen zugeführt. Im Resultat ist die Wandfilmbildung reduziert und die Gesamtemission des Kraftfahrzeugs wird gesenkt. Durch die erfindungsgemäße Durchführung des Startvorgangs lassen sich Übersteuerungen, die zu Drehzahlüberschwingern führen, wirkungsvoll verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt eine Bestimmung der Höhe eines Startmengenfaktors während der ersten Startphase in Abhängigkeit von der Motortemperatur, einer Höhe eines zuvor festgelegten Startmengenfaktors, einer Zylinderzahl und/oder einem historischen Verlauf vorhergehender Startvorgänge. Letzteres hat den Vorteil, ein beispielsweise mit zunehmender Betriebsdauer der Verbrennungskraftmaschine auftretendes Driften des Startmengenfaktors zu Beginn des Startvorgangs frühzeitig zu kompensieren. So können beispielsweise alterungsbedingte allmähliche Erhöhungen des Startmengenfaktors mitberücksichtigt werden, so dass sich der Startvorgang nicht unnötig in die Länge zieht. Auf der anderen Seite können durch die Berücksichtigung des historischen Verlaufs vorhergehender Startvorgänge auch Übersteuerungsphänomene zurückgedrängt werden, indem gegebenenfalls eine Absenkung der zur Verfügung gestellten Kraftstoffmenge durch Vorgabe niedrigerer Startmengenfaktoren erfolgt. Die Berücksichtigung vorhergehender Startzyklen bei der Festlegung des aktuellen Startmengenfaktors birgt den Vorteil, dass ein Beginn des Hochlaufens der Verbrennungskraftmaschine sehr viel gleichmäßiger durchführbar ist und bekannten Fehlerquellen frühzeitig entgegengewirkt werden kann.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn der Startmengenfaktor während der ersten Startphase bei Motortemperaturen im Bereich von 15 bis 30°C um 10 bis 70%, insbesondere 20 bis 50%, gemindert wird. Damit ist die Minderung des den Wert 1 übersteigenden Anteils des Startmengenfaktors gemeint. Im Stand der Technik liegt dieser Startmengenfaktor für direkteinspritzende Vier-Zylinder-Ottomotoren mit 1,4 bis 1,6 Litern Hubraum bei 2,3 bis 3,3. Bei einem Startmengenfaktor von 2,6 würde somit ein gemäß der Erfindung um 30% reduzierter Startmengenfaktor den Wert 2,6 - 0,3.(2,6 - 1) = 2,12 annehmen. Eine solche Steuerung führt erfahrungsgemäß bei Kraftstoffen handelsüblicher Qualität immer noch zu einem schnellen und gleichmäßigen Hochlaufen und verringert die Gefahr von Drehzahlüberschwingern über die Leerlaufdrehzahl hinaus. Bei sehr niedrigen Starttemperaturen (-50 bis -10°C) ist es bevorzugt, den Startmengenfaktor gegenüber dem Stand der Technik gar nicht oder nur bis zu einem Umfang von 10% zu mindern. In gleicher Weise wird bevorzugt bei Motortemperaturen im Bereich von 50 bis 100°C verfahren. Dies soll bei niedrigen Temperaturen ein Mindestmaß an zugeführter Kraftstoffmenge sichern beziehungsweise bei hohen Starttemperaturen ein unnötig hohes Abfallen des bereits sehr niedrigen Startmengenfaktors verhindern.
Ferner ist bevorzugt, dass die Dauer der Überwachungsintervalle während der ersten Startphase durch die Motortemperatur, die Zylinderzahl und/oder einer von der Starter- Solldrehzahl abhängigen Zeitschwelle bestimmt wird. Vorteilhaft ist auch, die Dauer des Überwachungsintervalls während der zweiten Startphase durch die Dauer des Überwachungsintervalls der ersten Startphase und die Anzahl der Einspritzvorgänge vom Startbeginn bis zum Ende der ersten Startphase zu bestimmen. Auch diese Maßnahmen unterstützen ein schnelles und gleichmäßiges Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine. Die zugeführte Kraftstoffmenge kann besonders genau den tatsächlichen Bedürfnissen während des Startvorganges angepasst werden und die Wandfilmbildung wird weitestgehend zurückgedrängt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Höhe des Startmengenfaktors während der zweiten Startphase in Abhängigkeit von einer Abweichung der Leerlaufdrehzahl zur aktuellen Motordrehzahl, einer aktuellen Motordrehzahländerung, einem Verlauf der Drehzahländerung seit Startbeginn und/oder eines vorhergehenden Startmengenfaktors festgelegt. Damit soll der Tatsache Rechnung getragen werden, dass nach der ersten zumindest teilweise ablaufenden Verbrennung, bei der der eingespeiste Kraftstoff zumindest zu 30% am Verbrennungsvorgang teilnimmt, die Bauteiltemperaturen rasch ansteigen. In der Folge dampft zunehmend der Kraftstoffwandfilm ab und nimmt an der Verbrennung und Momentenbildung teil. Daher kann insbesondere der Startmengenfaktor zurückgenommen werden, wenn die Drehzahländerung höher als eine Sollvorgabe ist oder die Motordrehzahl bereits nahe bei der Leerlaufdrehzahl liegt. Andererseits kann der Startmengenfaktor angehoben werden, wenn die Drehzahländerung niedriger als eine Sollvorgabe ist, um eine Startverzögerung oder gar einen Startabbruch zu unterbinden. Eine Charakteristik der Änderung des Startmengenfaktors kann auch durch die Berücksichtigung vorhergehender Startmengenfaktoren unter dem Gesichtspunkt einer möglichst gleichmäßigen und schnellen Beendigung des Startvorgangs durchgeführt werden.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Startmengenfaktor durch Vorgabe eines maximalen Startmengenfaktors begrenzt wird. Der maximale Startmengenfaktor kann insbesondere in Abhängigkeit von Parametern wie der Motortemperatur, der Anzahl an Motorumdrehungen und der verstrichenen Zeit seit Beginn des Startvorganges, der bereits zugeführten Kraftstoffmenge und/oder der Motordrehzahl festgelegt werden. Durch die Begrenzung des Startmengenfaktors wird ebenfalls ein Übersteuern und/oder ein "Absaufen" des Motors vermieden.
Weiterhin ist bevorzugt, wenn in der ersten Startphase
  • a) während der ersten z Einspritzvorgänge ein Startmengenfaktor ausgegeben wird, wobei z der Zylinderzahl der Verbrennungskraftmaschine entspricht,
  • b) während der nachfolgenden x Einspritzvorgänge ein gegenüber den ersten z Einspritzvorgängen abgesenkter Startmengenfaktor ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung angezeigt wird,
  • c) während der nachfolgenden zumindest z Einspritzvorgänge ein gegenüber den ersten z Einspritzvorgängen angehobener Startmengenfaktor ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung angezeigt wird und
  • d) während der nachfolgenden Einspritzvorgänge ein gegenüber (c) abgesenkter Startmengenfaktor ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung angezeigt wird.
Bevorzugt ist insbesondere, dass x zwischen dem 0,25-Fachen und dem 2-Fachen der Zylinderzahl liegt, insbesondere das 0,4- bis 0,7-Fache der Zylinderzahl beträgt. Auf diese Weise kann der Startmengenfaktor gegenüber der herkömmlichen Verfahrensführung noch weiter abgesenkt werden.
Das Verfahren findet vorzugsweise dann Anwendung, wenn die Verbrennungskraftmaschine ein Ottomotor, insbesondere ein direkteinspritzender Ottomotor, ist. Bevorzugt ist die Verwendung des Verfahrens auch bei selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen (Diesel).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm, wie es zur Steuerung eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine genutzt werden kann. Der Startvorgang ist in zwei unterschiedliche Startphasen gegliedert, die ihrerseits in eine beliebige Anzahl von Einspritzvorgängen i aufteilbar sind. Um eine erste erfolgreiche Zündung bei den noch niedrigen Motortemperaturen TM zu erreichen, wird eine zugeführte Kraftstoffmenge um einen Startmengenfaktor Fi erhöht. Die notwendigen Mittel zur Durchführung der Anhebung bei Verbrennungskraftmaschinen sind bekannt. Insbesondere sind steuerbare Einspritzsysteme für selbstzündende oder fremdgezündete Motoren bekannt, mit denen die Kraftstoffzufuhr zumindest quantitativ steuerbar ist. Eine Koordination einzelner, am Startvorgang beteiligter Aggregate kann in bekannter Weise über ein Motorsteuergerät erfolgen.
Nach dem Start wird der Motor zunächst durch den Anlasser beschleunigt, bis ein erster Schwellenwert für die Motordrehzahl n erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt wird die Kraftstoffzufuhr durch Einspritzen aufgenommen. Mit dem Erreichen dieses ersten Schwellenwertes wird die Kraftstoffzufuhr freigegeben und zwar derart, dass zunächst ein erster, niedriger Startmengenfaktor Fi vorgegeben wird. Mit Beginn dieses ersten Einspritzvorganges (i = 1) wird auch ein erstes Überwachungsintervall dt1 gestartet. In dem Überwachungsintervall dt1 wird mittels einer Hochlauferkennung HE überprüft, ob bereits ein erfolgreiches Hochlaufen des Motors feststellbar ist. Eine solche, an sich bekannte Hochlauferkennung verfolgt eine Drehzahländerung in einem vorgegebenen Zeitintervall. Übersteigt die Drehzahländerung einen vorgebbaren Schwellenwert für die Motordrehzahl n, so wird ein erfolgreiches Hochlaufen des Motors fingiert.
Der Startmengenfaktor Fi des jeweiligen Einspritzvorganges i ist in seiner Höhe abhängig von der Motortemperatur TM und dem gegebenenfalls vorhergehenden Startmengenfaktor Fi-1. Insbesondere bei der Festlegung eines ersten Startmengenfaktors Fi (mit i = 1) hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen historischen Verlauf τ vorhergehender Startvorgänge mit zu berücksichtigen. Wurde beispielsweise in den vorhergehenden Startvorgängen bereits unmittelbar mit Beginn der ersten Startphase ein Hochlaufen des Motors angezeigt, so ist es sinnvoll, den Startmengenfaktor Fi zu mindern. Auf diese Weise kann ein Einfluss wechselnder Kraftstoffqualitäten und ein mit zunehmendem Fahrzeugleben auftretendes Driften der im Startvorgang wichtigen Parameter frühzeitig kompensiert werden.
Für jeden neuen Einspritzvorgang i wird der Startmengenfaktor Fi neu in oben genannter Weise bestimmt. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Startmengenfaktor Fi für die ersten z Einspritzvorgänge - wobei z einer Zylinderzahl Z entspricht - konstant zu halten und erst anschließend eine Absenkung des Startmengenfaktors Fi vorzunehmen.
Bei Motortemperaturen im Bereich von 15 bis 30°C kann ein besonders gleichmäßiger und mit geringem Kraftstoffverbrauch und Gesamtemission verbundener Startvorgang durchgeführt werden, wenn der Startmengenfaktor Fi in der ersten Startphase um 10 bis 70%, insbesondere um 20 bis 50%, gemindert wird. Bei sehr niedrigen Temperaturen, insbesondere im Bereich von -50 bis -100°C, wird der Startmengenfaktor Fi nur um 0 bis 10% gemindert, um ein Anspringen des Motors sicherzustellen. Unter Temperaturen von 50 bis 100°C wird eine sehr niedrige Fakturierung gewählt, bei der der Startmengenfaktor Fi auf einen Umfang von 0 bis 10% beschränkt ist.
Ein besonders günstiger und emissionsarmer Motorstart ist dadurch gekennzeichnet, dass spätestens mit dem (z + 1)-sten Einspritzvorgang der Hochlauf einsetzt. Es ist daher vorteilhaft, nach den ersten z Einspritzvorgängen zunächst für eine Anzahl von x weiteren Einspritzvorgängen einen abgesenkten Startmengenfaktor Fi vorzusehen. Ideal sind für x Werte zwischen 0,25.z und 2.z, insbesondere 0,4 bis 0,7.z. Tritt bis zum (z + x)-sten Einspritzvorgang kein Hochlauf ein, so wird ab dem (z + x + 1)-sten Einspritzvorgang ein gegenüber Fi (mit i ≦ z) deutlich angehobener Startmengenfaktor Fi berechnet. Damit wird sichergestellt, dass auch bei ungünstigen Kraftstoffen beziehungsweise schlechtem Motorzustand ein Hochlauf eingeleitet werden kann. Es kann ferner vorgesehen werden, nach insgesamt d Einspritzvorgängen erneut eine Absenkung des Startmengenfaktors Fi von seinem dann höheren Niveau aus vorzusehen, wobei d einen Wert zwischen z + x + 1 und z + x + z + x annehmen kann.
Die Anhebung kann während des gesamten Startvorganges durch Vorgabe eines maximalen Startmengenfaktors begrenzt werden. Der maximale Startmengenfaktor soll eine übermäßige Wandfilmbildung verhindern und kann in Abhängigkeit von der Motortemperatur TM, einer Anzahl an Motorumdrehungen beziehungsweise Einspritzvorgängen seit Beginn des Startvorganges, einem Zeitintervall seit Beginn des Startvorganges, einer bereits zugeführten Kraftstoffmenge und/oder der Motordrehzahl n bestimmt werden.
Wird nach einer vorgebbaren maximalen Anzahl i1,max von Einspritzvorgängen kein Hochlauf erkannt, so ist es vorteilhaft, den Startvorgang zur Schonung von Batterie und Startanlage abzubrechen. Die maximale Anzahl i1,max der Einspritzvorgänge wird in Abhängigkeit von einer zuvor ermittelten Dauer des Überwachungsintervalls dt1 ermittelt. Die Dauer des Überwachungsintervalls dt, ist wiederum wesentlich eine Funktion von TM und liegt vorzugsweise oberhalb von (z + x + z + x) sowie unterhalb einer Zeitschwelle y, wobei y vorzugsweise so gewählt wird, dass der Startvorgang abhängig von der Starter-Solldrehzahl nach 20 bis 90 s, optimal nach zirka 30 bis 60 s, ohne Hochlauferkennung abgebrochen wird.
Sobald die Hochlauferkennung HE ein Hochlaufen des Motors signalisiert, wird in der zweiten Startphase die Höhe des Startmengenfaktors Fi anderen Faktoren unterworfen. Neben einer Abweichung δn einer Soll-Leerlaufdrehzahl n0 von der aktuellen Motordrehzahl n, einer aktuellen Drehzahländerung dn und/oder einem Verlauf der Drehzahländerung Δn seit Startbeginn kann wiederum die Höhe eines vorhergehenden Startmengenfaktors Fi-1 mit einfließen. Es wird hierbei angenommen, dass der in der ersten Startphase eingesparte Kraftstoff nur teilweise am Verbrennungsvorgang teilnimmt und der Rest überwiegend an den Zylinderwänden, dem Kolbenboden, den Ventiltellern, dem Zylinderkopf (und im Saugrohr) angelagert wird. Nach der ersten Zündung und Verbrennung steigt die Motortemperatur TM rasch an, so dass ein zunehmender Beitrag dieses Kraftstofffilms zur Momentenbildung und Verbrennung eintritt.
Der Startmengenfaktor Fi wird nun für jeden neuen Einspritzvorgang der sich anschließenden zweiten Startphase verändert oder beibehalten, bis ein erfolgreiches Erreichen der Leerlaufdrehzahl n0 durch eine Leerlauferkennung LE und damit ein erfolgreicher Motorstart angezeigt wird. Nach erfolgreichem Motorstart wird der Startmengenfaktor Fi auf 1 zurückgenommen, sofern nicht beispielsweise durch den Leerlaufregler in bekannter Weise eine Gemischanreicherung gefordert wird.
Eine Übersteuerung, das heißt ein unnötig hoher Kraftstoffeintrag, soll durch die gezielte Beeinflussung des Startmengenfaktors Fi unterbunden werden. Dazu wird der Startmengenfaktor Fi zurückgenommen, wenn die Motordrehzahl n nahe bei der Leerlaufdrehzahl n0 liegt. Ebenso kann der Startmengenfaktor Fi zurückgenommen werden, wenn die Drehzahländerung Δn höher als eine drehzahlabhängige Sollvorgabe ist. Liegt die Drehzahländerung Δn jedoch niedriger als eine weitere Sollvorgabe, so wird der Startmengenfaktor Fi angehoben, um eine Startverzögerung oder gar ein Startabbruch zu unterbinden. Eine Dauer des zweiten Überwachungsintervalls dt2 wird im Wesentlichen von der Dauer des Überwachungsintervalls dt1 sowie der Anzahl mi1 der bereits erfolgten Einspritzungen seit Startbeginn bis zum Einleiten der zweiten Startphase bestimmt. Einhergehend damit wird eine Maximalanzahl i2,max an Einspritzvorgängen i der zweiten Startphase ermittelt. Wird der Start bis zum Einspritzvorgang i2,max nicht durch Leerlauferkennung LE abgeschlossen, erfolgt ein Startabbruch. Nach erfolgreichem Motorstart wird der Startmengenfaktor Fi zurückgenommen oder andere Motorsteuerungsfunktionen übernehmen die Anforderung einer Gemischanreicherung.
BEZUGSZEICHENLISTE
dn aktuelle Drehzahländerung
dt1
, dt2
Dauer der Überwachungsintervalle der ersten und zweiten Startphase
Fi
Startmengenfaktor
Fi-1
Startmengenfaktor, vorhergehender
HE Hochlauferkennung
i Einspritzvorgang
i1,max
maximale Anzahl an Einspritzvorgängen in der ersten Startphase
i2,max
maximale Anzahl an Einspritzvorgängen in der zweiten Startphase
LE Leerlauferkennung
mi1
Anzahl der Einspritzvorgänge seit Startbeginn bis zum Beginn der zweiten Startphase
n Motordrehzahl
n0
Leerlaufdrehzahl
TM
Motortemperatur
y Zeitschwelle für das Überwachungsintervall dt1
Z Zylinderzahl
Δn zeitliche Drehzahländerung
δn Abweichung der Motordrehzahl n von der Leerlaufdrehzahl n0
τ historischer Verlauf vorhergehender Startvorgänge

Claims (22)

1. Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem die zugeführte Kraftstoffmenge um einen Startmengenfaktor (Fi) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass
  • a) der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine in zwei Startphasen mit einer beliebigen Anzahl einzelner Einspritzvorgänge (i) gegliedert ist und für jeden Einspritzvorgang (i) ein Startmengenfaktor (Fi) bestimmt wird,
  • b) der Startmengenfaktor (Fi) in jedem neuen Einspritzvorgang (i) der ersten Startphase vermindert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine durch eine Hochlauferkennung (HE) angezeigt wird,
  • c) der Startmengenfaktor (Fi) in jedem neuen Einspritzvorgang (i) der sich anschließenden, zweiten Startphase verändert oder beibehalten wird, bis ein erfolgreiches Erreichen einer Leerlaufdrehzahl (n0) angezeigt wird (erfolgreicher Motorstart), und
  • d) der Startmengenfaktor (Fi) nach erfolgreichem Motorstart zurückgenommen wird oder andere Motorsteuerungsfunktionen die Anforderung einer Gemischanreicherung übernehmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe des Startmengenfaktors (Fi) während der ersten Startphase in Abhängigkeit von einer Motortemperatur (TM), einer Höhe eines zuvor festgelegten Startmengenfaktors (Fi-1), einer Zylinderzahl (Z) und/oder einem historischen Verlauf (t) vorhergehender Startvorgänge festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) bei Motortemperaturen (TM) im Bereich von 15 bis 30°C um 10 bis 70% gemindert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) bei Motortemperaturen (TM) im Bereich von 15 bis 30°C um 20 bis 50% gemindert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) bei Motortemperaturen (TM) im Bereich von -50 bis -10°C um 0 bis 10% gemindert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) bei Motortemperaturen (TM) im Bereich von 50 bis 100°C um 0 bis 10% gemindert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer eines Überwachungsintervalls (dt1) der ersten Startphase durch die Motortemperatur (TM), die Zylinderanzahl (z) und/oder einer von einer Starter- Solldrehzahl abhängigen Zeitschwelle (y) bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Hochlauferkennung (HE) die Überschreitung einer vorgebbaren Drehzahlschwelle und/oder einer vorgebbaren drehzahlabhängigen zeitlichen Drehzahländerung verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der Leerlaufdrehzahl (n0) durch eine Leerlauferkennung (LE) angezeigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Leerlauferkennung (LE) der erstmalige Eingriff eines Leerlaufreglers verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer eines Überwachungsintervalls (dt2) der zweiten Startphase durch die Dauer des Überwachungsintervalls (dt1) der ersten Startphase und eine Anzahl (mi1) der Einspritzvorgänge (i) vom Startbeginn bis zum Ende der ersten Startphase bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe des Startmengenfaktors (Fi) während der zweiten Startphase in Abhängigkeit von einer Abweichung (δn) der Leerlaufdrehzahl (n0) zur aktuellen Motordrehzahl (n), einer aktuellen Drehzahländerung (dn), einem Verlauf der Drehzahländerung (Δn) seit Startbeginn und/oder eines vorhergehenden Startmengenfaktors (Fi-1) festgelegt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) zurückgenommen wird, wenn die Motordrehzahl (n) nahe bei der Leerlaufdrehzahl (n0) liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) zurückgenommen wird, wenn die Drehzahländerung (Δn) höher als eine drehzahlabhängige Sollvorgabe ist.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) angehoben wird, wenn die Drehzahländerung (Δn) niedriger als eine drehzahlabhängige Sollvorgabe ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengenfaktor (Fi) durch Vorgabe eines maximalen Startmengenfaktors begrenzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Startmengenfaktor in Abhängigkeit von der Motortemperatur (TM), einer Anzahl an Motorumdrehungen seit Beginn des Startvorganges, einem Zeitintervall seit Beginn des Startvorganges, einer bereits zugeführten Kraftstoffmenge und/oder der Motordrehzahl (n) bestimmt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass nach Überschreiten einer von der Dauer der Überwachungsintervalle (dt1, dt2) abhängigen maximalen Anzahl (i1,max, i2,max) der Einspritzvorgänge (i) ein Startabbruch erfolgt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass
  • a) während der ersten z Einspritzvorgänge ein Startmengenfaktor (Fi) ausgegeben wird, wobei z der Zylinderzahl (Z) der Verbrennungskraftmaschine entspricht,
  • b) während der nachfolgenden x Einspritzvorgänge ein gegenüber den ersten z Einspritzvorgängen abgesenkter Startmengenfaktor (Fi) ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung (HE) angezeigt wird,
  • c) während der nachfolgenden zumindest z Einspritzvorgänge ein gegenüber den ersten z Einspritzvorgängen angehobener Startmengenfaktor (Fi) ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung (HE) angezeigt wird und
  • d) während der nachfolgenden Einspritzvorgänge ein gegenüber (c) abgesenkter Startmengenfaktor (Fi) ausgegeben wird, solange keine Hochlauferkennung (HE) angezeigt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass x zwischen dem 0,25- Fachen und dem 2-Fachen der Zylinderzahl (Z) liegt, insbesondere das 0,4- bis 0,7- Fache der Zylinderzahl (Z) beträgt.
21. Verwendung eines Verfahrens zur Steuerung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine ein Ottomotor, insbesondere ein Direkteinspritzer, ist.
22. Verwendung eines Verfahrens zur Steuerung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine ein Dieselmotor ist.
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