DE19616651C2 - Kaltstarthilfe für Dieselmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstzündende Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer selbstzündenden Brennkraft­ maschine mit einem Kurbelgehäuse und zumindest einer Zylinderein­ heit, bestehend aus Zylinder, Kolben und Zylinderkopf unter Bildung eines Brennraums mit einem zugeordneten Ansaugsystem, wobei dem Brennraum eine von einem Steuergerät ansteuerbare Glühstift­ kerze und dem Ansaugsystem zumindest eine von dem Steuergerät ansteuerbare Heizeinrichtung zugeordnet sind.

Eine derartige selbstzündende Brennkraftmaschine ist aus der JP 63-134 865 (A) bekannt. Dabei sind die Heizeinrichtung und die Glühstiftker­ ze in Reihe geschaltet, und zwar so, daß der Glühstift nicht ohne gleichzeitige Beheizung der Heizeinrichtung betrieben werden kann. Zudem handelt es sich nicht um eine aktive sondern um eine passive Steuerung, die darin besteht, daß nur über die Änderung der Wider­ standswerte von der Heizeinrichtung und der Glühstiftkerze eine ein­ geschränkte Steuerung möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstzündende Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer derarti­ gen Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei der die Kaltstarthilfe ge­ genüber dem Stand der Technik verbessert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Heizeinrichtung eine Heizkerze ist, und daß das Steuergerät Ausgänge zur unabhängigen Ansteuerung von zumindest zwei Heizkerzen und einem weiteren Ausgang zur Ansteuerung von mehreren Glühstiftkerzen aufweist. Diese Ausbildung stellt dann eine sehr gute Ausnutzung der Rege­ lungsmöglichkeiten dar, indem mit z. B. zwei Heizkerzen die An­ saugluft vorgewärmt wird und separat davon entsprechend der Zylin­ derzahl der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei einer 4-Zylinder­ brennkraftmaschine, vier Glühstiftkerzen gesteuert werden. Dabei ist es dann gemäß des weiteren Verfahrensanspruchs so, daß - in Ab­ hängigkeit der Umgebungs- bzw. Brennkraftmaschinentemperatur - bei einem Kaltstart sowohl die Heizkerze(n) als auch die Glühstiftker­ zen angesteuert werden, d. h. beheizt werden. Hier ist es insbeson­ dere bei unterschiedlichen Umgebungs- bzw. Brennkraftmaschinen­ temperaturen möglich, sowohl die Vorglühzeiten der Heizkerze(n) und der Glühstiftkerze(n), als auch die Anzahl der Heizkerzen sowie die Intensität der Beheizung entsprechend den Erfordernissen zu steu­ ern. Nach dem Start der Brennkraftmaschine kann dann insbesondere während der Anwärmphase der Brennkraftmaschine ein ganz geziel­ tes Nachglühen vorzugsweise der Heizkerzen erfolgen. Durch diese Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren kann insbeson­ dere die Abgasemission der erfindungsgemäß ausgerüsteten Brenn­ kraftmaschine deutlich gesenkt werden, wobei dies insbesondere für den Weißrauch bei höheren Drehzahlen zutrifft. Dabei ist das Steuer­ gerät so ausgerüstet, daß in diesem schon üblicherweise aufgenom­ mene Temperaturen (und selbstverständlich auch alle sinnvollen son­ stigen Parameter), wie beispielsweise die Kühlmitteltemperatur und eine Ansauglufttemperatur, ggf. auch noch die Schmiermitteltempe­ ratur eingespeist und verarbeitet werden. Anhand dieser Temperatu­ ren kann dann vorzugsweise anhand von ggf. auch dreidimensionalen Steuerkurven die Ansteuerung der Heizkerze(n) und der Glühstift­ kerze(n) erfolgen. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung selbstver­ ständlich auch möglich, hier besondere Anforderungen der Brenn­ kraftmaschine zu berücksichtigen, beispielsweise je nach Einsatz­ zweck der Brennkraftmaschine eine Emissions-, Betriebssicherheits- oder Verbrauchsoptimierung. Durch diese Ausbildung wird bei einem in Grenzen bleibenden Mehraufwand eine deutliche Verbesserung der Möglichkeiten der Kaltstarthilfe und insbesondere der Warmlaufphase der selbstzündenden Brennkraftmaschine erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeich­ nungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren darge­ stelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.

Es zeigen:

Fig. 1: eine Brennkraftmaschine mit Heizkerze und Glühstiftkerze und

Fig. 2: ein Schaltschema eines Steuergerätes mit angeschlossenen Heizkerzen und Glühstiftkerzen.

Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte seltbstzündende Brennkraftma­ schine, wobei die Brennkraftmaschine ein Kurbelgehäuse 1 aufweist, in dem eine Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 2 treibt über einen Zahnriemen oder einen vorzugsweise einzigen Zahneingriff eine Nockenwelle 3 an, die die Gaswechselventile und die jedem Zylinder zugeordneten Einzel- Einspritzpumpen 4 antreibt. Jede Einzel-Einspritzpumpe 4 ist über ein kurze Einspritzleitung 5 mit einem Einspritzventil 6 verbunden, das in dem einer Zy­ lindereinheit 7 zugeordneten Zylinderkopf 8 angeordnet ist. Jede Zylinderein­ heit 7 weist weiterhin ein Zylinderrohr 9 auf, in dem ein Kolben 10 bewegbar ist, wobei der Kolben 10 über ein Pleuel mit der Kurbelwelle 2 verbunden ist. Der Kolben 10 bildet zusammen mit dem Zylinderrohr 9 und dem Zylinderkopf 8 einen Brennraum 11, dem über die Gaswechselventile, die mit einem Ansaug­ system 12 verbunden sind, Verbrennungsluft zugeführt wird. Durch das Ein­ spritzventil 6 wird dem Brennraum 11 Brennstoff zugeführt, wobei das sich in dem Brennraum 11 bildende Brennstoff-Luftgemisch durch die Verdichtung des sich auf- und abbewegenden Kolben 10 entzündet wird.

Bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine wird die Zündung durch eine jeder Zylindereinheit 7 zugeordnete Glühkerze 13 und eine in dem Ansaugsystem 12 angeordnete Heizkerze 14 unterstützt. Die Heizkerze 14 und die Glühkerze 13 werden von einem gemeinsamen Steuergerät 15 (Fig. 2) angesteuert. Das Steuergerät 15, das im übrigen auch für die Steuerung von weiteren Brenn­ kraftmaschinenparametern ausgelegt sein kann, weist einen Spannungsein­ gang 16 und verschiedene Meßwertleitungen 17 auf, über die zumindest ver­ schiedene Motortemperaturparameter dem Steuergerät 15 zuführbar sind. In dem Steuergerät 15 ist eine (elektronische) Schaltungseinrichtung 18 vorhan­ den, die verschiedene Spannungsausgänge 19a, 19b, 19c ansteuert. Dabei ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Spannungsausgang 19a über eine Verteileinrichtung 20 mit vier Glühkerzen 13a, 13b, 13c, 13d verschaltet, während die Spannungsausgänge 19b und 19c jeweils mit einer Heizkerze 14a, 14b verschaltet sind. Das Steuergerät 15 bzw. die Schaltungseinrichtung 18 ist so ausgelegt, daß diese in Abhängigkeit von zumindest den Motortempe­ raturparametern die Spannungsausgänge 19a, 19b, 19c einzeln oder gemein­ sam ansteuern kann, wobei jeweils die Spannung und/oder der Strom einregel­ bar ist.

Claims (2)

1. Selbstzündende Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und zumindest einer Zylindereinheit, bestehend aus Zylinder, Kolben und Zylinderkopf unter Bildung eines Brennraums mit einem zugeord­ neten Ansaugsystem, wobei dem Brennraum eine von einem Steuer­ gerät ansteuerbare Glühstiftkerze und dem Ansaugsystem zumindest eine von dem Steuergerät ansteuerbare Heizeinrichtung zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine Heizkerze (14) ist und daß das Steuergerät (15) Ausgänge (19b, 19c) zur unabhän­ gigen Ansteuerung von zumindest zwei Heizkerzen (14) und einen weiteren Ausgang (19a) zur Ansteuerung von mehreren Glühstiftker­ zen (13) aufweist.

2. Verfahren zum Betreiben einer selbstzündenden Brennkraftma­ schine mit zumindest einer Zylindereinheit, bestehend aus Zylinder, Kolben und Zylinderkopf unter Bildung eines Brennraums mit einem zugeordneten Ansaugsystem, wobei dem Brennraum eine von einem Steuergerät ansteuerbare Glühstiftkerze und dem Ansaugsystem zu­ mindest eine von dem Steuergerät ansteuerbare Heizeinrichtung zu­ geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine Heizkerze (14) ist und daß nach dem Start der Brennkraftmaschine das Steuergerät (15) die Heizkerze (14) und die Glühstiftkerze (13) in Abhängigkeit von zumindest Motortemperaturparametern unabhängig voneinander steuert.