DE19705340C1 - Method and device for controlling an internal combustion engine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Sie betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for controlling a Internal combustion engine according to the preamble of claim 1. It also relates to a device for performing this Procedure.
Bei Kraftfahrzeugen, die für niedrige Emissionen entwickelt worden sind, sind viele Funktionen installiert, um speziell bei Start und Normalbetrieb eine sichere Verbrennung und da mit geringe Emissionen zu gewährleisten. Erfolgt für einen Zylinder eine Kraftstoffeinspritzung ohne anschließende Zün dung, so gelangt der nicht verbrannte Kraftstoff in den Ab gastrakt. Das erhöht die Emissionen des Fahrzeugs und beein trächtigt einen Abgaskatalysator.In motor vehicles designed for low emissions Many functions have been installed to be specific safe combustion at start and normal operation and there to ensure with low emissions. For one Cylinder a fuel injection without subsequent ignition dung, the unburned fuel gets into the exhaust gastrointestinal tract. This increases the emissions of the vehicle and affects is pregnant with a catalytic converter.
Beim Abstellen einer Brennkraftmaschine wird mit dem Öffnen des Zündschalters - Klemme 15 - die Funktion der Kraftstoffe inspritzung und der Zündung sofort außer Betrieb gesetzt. Da bei werden die bereits ins Saugrohr eingespritzten oder sich in einzelnen Zylindern befindlichen Kraftstoffmengen nicht mehr gezündet. Es verbleibt unverbrannter Kraftstoff entweder im Ansaugrohr, in einzelnen Zylindern, im Abgastrakt oder im Katalysator. Das erhöht die Emissionen insbesondere beim nächsten Motorstart, wenn der Katalysator noch nicht seine Betriebstemperatur aufweist und deshalb nicht konvertierungs fähig ist. When an internal combustion engine is switched off, the function of the fuel injection and the ignition are immediately deactivated by opening the ignition switch - terminal 15 . Since the amount of fuel already injected into the intake manifold or in individual cylinders is no longer ignited. Unburned fuel remains either in the intake pipe, in individual cylinders, in the exhaust tract or in the catalytic converter. This increases emissions especially when the engine is started again, if the catalytic converter is not yet at its operating temperature and is therefore not convertible.
Aus der DE 43 38 740 C1 ist ein Verfahren zum Reduzieren der Abgasemissionen einer Brennkraftmaschine bekannt, bei welchem nach Abschalten des Betriebs - des Zündschalters, Klemme 15 - die Kraftstoffeinspritzung unmittelbar und die Zündung verzö gert abgeschaltet wird. Wird beim Abschalten eine gerade stattfindende Kraftstoffeinspritzung unterbrochen, so ist es möglich, daß das infolge zu geringer Einspritzmenge zu magere Gemisch trotz Zündung nicht verbrennt. Auch in diesem Fall verbleibt unverbrannter Kraftstoff entweder im Ansaugrohr, in einzelnen Zylindern, im Abgastrakt oder im Katalysator.From DE 43 38 740 C1 a method for reducing the exhaust gas emissions of an internal combustion engine is known, in which after the operation is switched off - the ignition switch, terminal 15 - the fuel injection is switched off immediately and the ignition is delayed. If a fuel injection that is taking place is interrupted when switching off, it is possible that the mixture, which is too lean as a result of the injection quantity being too small, will not burn despite ignition. In this case, too, unburned fuel remains either in the intake pipe, in individual cylinders, in the exhaust tract or in the catalytic converter.
Beim Gegenstand der DE 43 38 740 C1 ist weiterhin vorgesehen, daß die Spannungsversorgung der Zündung über ein von einem Steuergerät geschaltetes zusätzliches Relais erfolgt.The subject matter of DE 43 38 740 C1 also provides that the power supply to the ignition via one by one Control unit switched additional relay takes place.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das bekannte Verfahren dahinge hend zu verbessern, daß eine vollständige Verbrennung aller eingespritzter Kraftstoffmengen beim Abstellen der Brenn kraftmaschine gewährleistet ist. Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.It is an object of the invention to do the known method to improve that a complete combustion of all Amounts of fuel injected when the burner is turned off engine is guaranteed. The object of the invention is also, an apparatus for performing this method too create.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfah
ren gelöst, welches vorsieht, daß eine im Zeitpunkt E des
Ausschaltens des Zündschalters Z gerade stattfindende Kraft
stoffeinspritzung nicht abrupt unterbrochen, sondern voll
ständig beendet wird und erst die folgenden Einspritzvorgänge
unterbunden werden, und daß die Zündung noch für eine vorge
gebene Periode fortgeführt wird. Die vorgegebene Periode kann
The stated object is achieved with a procedural ren, which provides that a fuel injection that is taking place at the time E of switching off the ignition switch Z is not abruptly interrupted, but is stopped completely and only the following injection processes are prevented, and that the ignition still is continued for a predetermined period. The specified period can
- a) eine vorgegebene Zahl von Kurbelwellenumdrehungen sein, a) be a predetermined number of crankshaft revolutions,
- b) bis zum Erkennen des Motorstillstandes dauern, oderb) take until the engine has come to a standstill, or
- c) durch eine Vorrichtung zur Laufruheerkennung ermittelt werden.c) determined by a device for running smoothness detection will.
Die Erfindung wird am Beispiel einer Vierzylinder-Brenn kraftmaschine anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei gen:The invention is based on the example of a four-cylinder burner engine explained with reference to the drawing. It shows gene:
Fig. 1: ein Diagramm über die Kraftstoffeinspritz- und Zünd zeitpunkte beim Abschalten einer Vierzylinder-Brenn kraftmaschine, und Fig. 1: a diagram of the fuel injection and ignition times when switching off a four-cylinder internal combustion engine, and
Fig. 2: eine Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemä ßen Verfahrens. Fig. 2: a circuit for performing the inventive method.
Fig. 1 zeigt ein Diagramm für die vier Zylinder I, II, III und IV einer Brennkraftmaschine, in der Zündreihenfolge I-III-IV-II untereinander aufgetragen über dem Drehwinkel KW der Kurbelwelle. Jeweils 360°KW entsprechen einer Umdrehung der Kurbelwelle. Ein Motorzyklus umfaßt jeweils zwei Umdre hungen der Kurbelwelle, also 720°KW. Fig. 1 shows a diagram for the four cylinders I, II, III and IV of an internal combustion engine, in the firing order I-III-IV-II plotted against each other over the angle of rotation KW of the crankshaft. Each 360 ° KW corresponds to one revolution of the crankshaft. An engine cycle comprises two revolutions of the crankshaft, ie 720 ° KW.
Dabei bedeuten:
Here mean:
- - die mit a bis d bezeichneten dicken Striche die Kraftstoff- Einspritzzeiten der einzelnen Zylinder,- the thick lines labeled a to d represent the fuel Injection times of the individual cylinders,
- - die mit A bis D bezeichneten schraffierten Bereiche die Öffnungszeiten der Einlaßventile der einzelnen Zy linder, und- The hatched areas labeled A to D are the Opening times of the inlet valves of the individual Zy linder, and
- - die ohne Bezugszeichen dargestellten Pfeile die Zündzeit punkte der einzelnen Zylinder.- The arrows shown without reference numerals the ignition time points of the individual cylinders.
Dabei soll gelten, daß die Brennkraftmaschine im ersten dar gestellten Zyklus von 720°KW noch läuft und bei etwa 50°KW des darauffolgenden Zyklus, gekennzeichnet durch eine senk rechte, strichpunktierte Linie E, abgeschaltet wird. Dies ist auch am Zustand der Klemme KL15 (am Ausgang des Zündschal ters) abzulesen, der bei laufender Brennkraftmaschine in Fig. 1 bis zur Linie E H-Zustand (Batteriespannung; Zünd schalter eingeschaltet) und danach L-Zustand (Zündschalter ausgeschaltet) aufweist.It should apply that the internal combustion engine in the first cycle of 720 ° KW is still running and at about 50 ° KW of the following cycle, characterized by a vertical, dash-dotted line E, is switched off. This can also be read from the state of terminal KL15 (at the output of the ignition switch), which has the H state (battery voltage; ignition switch switched on) and then L state (ignition switch switched off) when the internal combustion engine is running in FIG. 1.
Wird beispielsweise eine für den Zylinder IV gerade stattfin dende Kraftstoffeinspritzung c im Zeitpunkt E abrupt abgebro chen, so ist nur ein sehr geringer Teil einer normalen Kraft stoffeinspritzmenge vorhanden, wodurch trotz darauffolgender Zündung keine Verbrennung gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird deshalb ein im Abschaltzeitpunkt E gerade stattfindender Einspritzvorgang nicht abrupt abgebrochen, sondern solange fortgesetzt, bis die vorgesehene Kraftstoffmenge eingespritzt ist. Erst danach wird jede weitere Kraftstoffeinspritzung un terbunden.For example, if one is currently taking place for cylinder IV Ending fuel injection c abruptly stopped at time E. chen, so is only a very small part of a normal force amount of fuel injection available, despite the following Ignition no combustion is guaranteed. According to the invention is therefore one that is currently taking place at the switch-off time E. The injection process is not abruptly stopped, but for as long continued until the intended amount of fuel is injected is. Only then will any further fuel injection be un connected.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist zum Ausschaltzeitpunkt E des Zündschalters ZS dann noch unverbranntes Kraftstoff-Luft- Gemisch in den Zylindern I, III und IV vorhanden. Je nach Saugrohrkonfiguration kann durch Wandfilmabbau darüber hinaus noch zusätzlich zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden sein, so daß unter diesen Umständen nicht nur die genannten Zylinder gezündet werden müssen, sondern noch weitere, auf einanderfolgende Zündungen erforderlich sein können, um al len eingespritzten Kraftstoff vor dem Stillstand der Brenn kraftmaschine zu verbrennen. Deshalb wird nach dem Öffnen des Zündschalters die Brennkraftmaschine für eine bestimmte Dauer tN weiter gezündet und nach Ablauf dieser Dauer die Stromver sorgung der Zündung und des Steuergeräts abgeschaltet.As can be seen from FIG. 1, an unburned fuel-air mixture is then still present in the cylinders I, III and IV at the switch-off time E of the ignition switch ZS. Depending on the intake manifold configuration, additional ignitable fuel-air mixture may also be present due to wall film degradation, so that under these circumstances not only the cylinders mentioned must be ignited, but also further, successive ignitions may be necessary to pre-al-injected fuel to burn the downtime of the internal combustion engine. Therefore, after the ignition switch is opened, the internal combustion engine is further ignited for a certain duration t N and, after this duration has elapsed, the power supply to the ignition and the control unit is switched off.
Die Dauer tN kann, wie bereits beschrieben, durch eine vorge gebene Zahl von Kurbelwellenumdrehungen definiert sein, in Fig. 1 beträgt sie beispielsweise 720°KW, also zwei Kurbel wellenumdrehungen, sie kann aber auch bis zum Erkennen des Motorstillstandes dauern, oder sie kann durch eine Einrich tung zur Laufruheerkennung ermittelt werden, welche Verbren nungsaussetzer trotz Zündung in einem Zylinder erkennt und daraufhin die Stromversorgung abschaltet. In Fig. 1 würde ein Verbrennungsaussetzer im Zylinder II bei etwa 680°KW er kannt werden, weil zu diesem Zeitpunkt in diesem Zylinder kein unverbranntes Kraftstoff-Luft-Gemisch mehr vorhanden ist (unter der Annahme, daß kein durch Wandfilmabbau entstandenes Kraftstoff-Luft-Gemisch angesaugt wurde).The duration t N can, as already described, be defined by a predetermined number of crankshaft revolutions, in FIG. 1 it is, for example, 720 ° KW, ie two crankshaft revolutions, but it can also take until the engine is at a standstill, or it can by means of a device for detecting smooth running, it can be determined which misfires in spite of ignition in a cylinder are detected and then the power supply is switched off. In Fig. 1, a misfire in cylinder II at about 680 ° KW he would be known, because at this point in time there is no longer an unburned fuel-air mixture in this cylinder (assuming that no fuel-air produced by wall film degradation Mixture was sucked).
Einrichtungen zur Laufruheerkennung sind an sich bekannt, beispielsweise aus der EP 0 640 762 A1.Devices for detecting smooth running are known per se, for example from EP 0 640 762 A1.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines elektrischen Schaltplans eines Kraftfahrzeugs. Für die Energieversorgung dieser Schaltung ist eine Batterie B vorge sehen, deren Minuspol mit der Fahrzeugmasse GND verbunden ist, und deren Pluspol, üblicherweise mit Klemme 30 bezeich net, über ein manuell zu betätigende Zündschloß ZS, dessen Ausgangsanschluß mit Klemme 15 bezeichnet ist, und eine Si cherung SI mit bestimmten, nicht dargestellten Verbrauchern über deren Einschalter verbindbar ist. Über Klemme 15 wurden üblicherweise auch die Zündeinrichtung Z und die Kraftstoff versorgung KE des Kraftfahrzeugs mit Strom versorgt, die von Steuersignalen z und ke eines in Fig. 2 doppelt umrandeten Motorsteuergeräts ECU gesteuert werden. Das Motorsteuergerät ECU wurde seinerseits üblicherweise über ein Schaltkontakte eines Hauptrelais HR und eine Sicherung - als Klemme 87 be zeichnet - ebenfalls von Klemme 15 her versorgt, so daß im Falle "Zündschalter aus" Motorsteuergerät, Zündung und Kraft stoffeinspritzung sowie die über Klemme 15 versorgten, übri gen Verbraucher sofort abgeschaltet wurden. Fig. 2 shows a schematic representation of a section of an electrical circuit diagram of a motor vehicle. For the power supply of this circuit, a battery B is easily seen, the negative pole of which is connected to the vehicle ground GND, and the positive pole, usually designated by terminal 30 , via a manually operated ignition lock ZS, the output terminal of which is designated terminal 15 , and one Si fuse SI with certain, not shown consumers can be connected via their switch. Via terminal 15 , the ignition device Z and the fuel supply KE of the motor vehicle were also usually supplied with current, which are controlled by control signals z and ke of an engine control unit ECU double-bordered in FIG. 2. The engine control unit ECU was in turn usually supplied via a switch contact of a main relay HR and a fuse - as terminal 87 be - also from terminal 15 , so that in the case of "ignition switch off" engine control unit, ignition and fuel injection as well as those supplied via terminal 15 , other consumers were switched off immediately.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des oben erläuterten Verfahrens ist nun vorgesehen, das Hauptre lais HR nicht mit Klemme 15, sondern mit Klemme 30 zu verbin den und Kraftstoffeinspritzung KE und Zündeinrichtung Z zu sammen mit dem Motorsteuergerät ECU von Klemme 87 dieses Hauptrelais HR mit Strom zu versorgen. Zum Ein- und Ausschal ten des Hauptrelais HR ist ein vom Motorsteuergerät ECU betä tigter Nachlaufschaltkontakt N in der Versorgungsleitung der Erregerwicklung des Hauptrelais HR zwischen den Klemmen 30 und GND vorgesehen, welcher bei "Zündschalter ein" sofort ge schlossen wird, um Kraftstoffeinspritzeinrichtung KE, Zünd einrichtung Z und Motorsteuergerät ECU mit Strom zu versor gen.In the device according to the invention for carrying out the above-described method, it is now provided that the main relay HR is not connected to terminal 15 , but to terminal 30 and fuel injection KE and ignition device Z together with the engine control unit ECU from terminal 87 of this main relay HR with current to supply. To switch the main relay HR on and off, an overrun switching contact N actuated by the engine control unit ECU is provided in the supply line of the excitation winding of the main relay HR between the terminals 30 and GND, which is immediately closed when the ignition switch is on, to fuel injection device KE, ignition device Z and engine control unit ECU to supply with electricity.
Klemme 15 ist mit einem Eingang 2 des Motorsteuergeräts ECU verbunden, damit dieses das Signal "Zündschalter aus" erken nen kann. Erscheint dieses Signal (Spannung geht nach 0 V), so werden die an Klemme 15 angeschlossenen Verbraucher abge schaltet und wird, wenn gerade ein Kraftstoffeinspritzsignal ke ausgegeben wird, dieses noch ordnungsgemäß beendet und da nach, andernfalls sofort, die Ausgabe weiterer Kraftstoffein spritzsignale ke gesperrt. Die Zündeinrichtung Z hingegen wird noch für eine bestimmte Dauer tN weiterbetrieben, bis beispielsweise, wie bereits erwähnt, die Kurbelwelle eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen absolviert hat (in Fig. 1 z. B. zwei Umdrehungen), oder bis sie zum Stillstand gekommem ist, oder bis beispielsweise eine vorgegebene Zahl von Ver brennungsaussetzern (trotz Zündung) festgestellt wurde.Terminal 15 is connected to an input 2 of the engine control unit ECU so that it can recognize the "ignition switch off" signal. If this signal appears (voltage goes to 0 V), the consumers connected to terminal 15 are switched off and, if a fuel injection signal ke is currently being output, it is still properly terminated and since, otherwise immediately, the output of further fuel injection signals ke is blocked . The ignition device Z, on the other hand, continues to be operated for a certain duration t N until, for example, as already mentioned, the crankshaft has completed a predetermined number of revolutions (in FIG. 1, for example, two revolutions), or until it has come to a standstill , or until, for example, a predetermined number of misfires (despite ignition) has been determined.
Die entsprechende Eingangsgröße X (KW-Drehwinkel, Motordreh zahl oder Signal für Verbrennungsaussetzer) wird einer Ver gleichseinheit V zugeführt, welche sie mit einem vorgegebenen Wert (beispielsweise zwei Kurbelwellenumdrehungen, Motordreh zahl null oder zwei Verbrennungsaussetzer) vergleicht und bei Gleichheit beider Größen ein Signal an das Motorsteuergerät ECU sendet, welches daraufhin den Nachlaufschaltkontakt N in der Versorgungsleitung der Erregerwicklung des Hauptrelais HR öffnet. Durch das Öffnen des Hauptrelais HR wird die Strom versorgung des Motorsteuergeräts ECU, der Kraftstoffeinsprit zung KE und der Zündung Z unterbrochen.The corresponding input variable X (KW rotation angle, motor rotation number or signal for misfires) a Ver Equal unit V supplied, which they with a predetermined Value (e.g. two crankshaft revolutions, engine rotation number zero or two misfires) and compares Equality of both sizes a signal to the engine control unit ECU sends, which thereupon the overrun switch contact N in the supply line of the excitation winding of the main relay HR opens. By opening the main relay HR, the current Supply of the engine control unit ECU, the fuel injection tion KE and the ignition Z interrupted.
Von Klemme 30 führt eine Leitung zu einem Meßeingang 1 des Motorsteuergeräts ECU, damit von diesem die Batteriespannung gemessen werden kann. Da die Batteriespannung beim Abstellen der Brennkraftmaschine großen Schwankungen unterworfen ist, ist es erforderlich, den jeweiligen Wert der Batteriespannung für die Berechnung der Schließdauer des Primärstromkreises der Zündeinrichtung Z auch während des Nachlaufs der Zündung nach Öffnen des Zündschalters ZS zu kennen, um auch im Nach lauf jederzeit ausreichende Zündspannung zu erzeugen und den Schutz der Zündspulen und Zündendstufen (insbesondere bei solchen ohne Primärspannungsbegrenzung) gewährleisten zu kön nen. Diese Leitung kann durch eine Verbindung von Klemme 87 (positiver Versorgungsanschluß 3 des Motorsteuergeräts) zu diesem Meßeingang 1 innerhalb oder außerhalb des Steuergeräts ECU ersetzt sein.A line leads from terminal 30 to a measuring input 1 of the engine control unit ECU so that the battery voltage can be measured by the latter. Since the battery voltage is subject to large fluctuations when the internal combustion engine is switched off, it is necessary to know the respective value of the battery voltage for calculating the closing time of the primary circuit of the ignition device Z, even during the after-running of the ignition after opening the ignition switch ZS, in order also to run afterwards Generate sufficient ignition voltage at all times and ensure protection of the ignition coils and ignition output stages (especially those without primary voltage limitation). This line can be replaced by a connection from terminal 87 (positive supply connection 3 of the engine control unit) to this measurement input 1 inside or outside the control unit ECU.
Claims (8)
daß eine Reihenschaltung der Erregerwicklung des Hauptrelais (HR) und eines vom Motorsteuergerät (ECU) steuerbaren Nach laufschaltkontaktes N parallel zu den Polen (KL30, GND) der Batterie (B) angeordnet ist,
daß ein Schaltkontakt des Hauptrelais (HR) zwischen dem Plus pol (KL30) der Batterie (B) und dem Energieversorgungseingang (3) des Motorsteuergerätes (ECU) angeordnet ist,
daß die Energieversorgungseingänge der Zündeinrichtung (Z) und der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (KE) mit dem Energie versorgungseingang (3) des Motorsteuergerätes (ECU) verbunden sind,
daß das Motorsteuergerät (ECU) den Nachlaufschaltkontakt (N) beim Schließen des Zündschalters (ZS) leitend schaltet, und
daß eine Vergleichseinheit (V) vorgesehen ist, welche das Mo torsteuergerät (ECU) zum Öffnen des Nachlaufschaltkontaktes (N) veranlaßt, wenn ein Eingangssignal (X) der Vergleichsein heit (V) einen vorgegebenen Wert erreicht. 5. An apparatus for performing the method according to claim 1, with an internal combustion engine with an ignition device (Z) and a fuel injection device (KE), which are controlled by an engine control unit (ECU), the Stromversor supply via a main relay (HR), and with an ignition switch (ZS), characterized in that
that a series connection of the excitation winding of the main relay (HR) and of an after-switching contact N controllable by the engine control unit (ECU) is arranged parallel to the poles (KL30, GND) of the battery (B),
that a switching contact of the main relay (HR) is arranged between the positive pole (KL30) of the battery (B) and the power supply input ( 3 ) of the engine control unit (ECU),
that the energy supply inputs of the ignition device (Z) and the fuel injection device (KE) are connected to the energy supply input ( 3 ) of the engine control unit (ECU),
that the engine control unit (ECU) turns the overrun switch contact (N) when the ignition switch (ZS) is closed, and
that a comparison unit (V) is provided which causes the motor control unit (ECU) to open the overrun switch contact (N) when an input signal (X) of the comparison unit (V) reaches a predetermined value.
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