[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einleitung einer Anpassung der Zusammensetzung
eines Gemisches aus Kraftstoff und Verbrennungsluft, wobei das Gemisch einem Brennraum
eines gemischgeschmierten Verbrennungsmotors in einem Arbeitsgerät zugeführt ist.
Zumindest eine Teilmenge des dem Verbrennungsmotor zugeführten Kraftstoffs ist über
ein elektromagnetisch gesteuertes Kraftstoffventil zugeführt, wobei in einem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors abhängig von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors die
zugeführte Teilmenge des Kraftstoffs durch Öffnen und Schließen des elektromagnetischen
Kraftstoffventils zugemessen wird.
[0002] Die Anpassung des Gemisches aus Kraftstoff und Verbrennungsluft ist im besonderen
Maße abhängig vom Luftdruck bzw. von der Höhe des Einsatzortes des Arbeitsgerätes.
Es ist bekannt, dass der Benutzer mit entsprechendem Werkzeug an der Gemischbildungseinrichtung
des Verbrennungsmotors Einstellungen zur Anpassung der Höhe des Arbeitsortes vornehmen
kann, beispielsweise durch manuelles Drehen der Vergaserschraube mit einem Werkzeug
wie einem Schraubendreher oder dgl. Dies ist aufwendig und bedingt das Mitführen von
Werkzeug. Eine Anpassung des Gemisches aus Kraftstoff und Verbrennungsluft wird zweckmäßig
auch dann erfolgen, wenn Bauteile des Arbeitsgerätes gereinigt oder ausgetauscht wurden,
wie z. B. ein die Verbrennungsluft reinigender Luftfilter.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anpassung der Zusammensetzung
eines Gemisches aus Kraftstoff und Verbrennungsluft anzugeben, das vom Benutzer ohne
besonderes Werkzeug einfach eingeleitet werden kann.
[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0005] Zunächst ist vorgesehen, dass die Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches in
einem von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors abweichenden Sonderbetriebszustand
ausgeführt wird. Um diesen Sonderbetriebszustand des Verbrennungsmotors einzuleiten,
muss der Benutzer den Verbrennungsmotor zunächst starten und nach dem Start eine vorgegebene
Betriebszeit in einem ersten Drehzahlbereich betreiben. Ist die vorgegebene Betriebszeit
abgelaufen und während der ersten Betriebszeit der erste Drehzahlbereich eingehalten,
kann der Benutzer zur Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches den Sonderbetriebszustand
durch eine einfache Benutzerhandlung einleiten. Als Benutzerhandlung kann ein einfaches
oder Mehrfaches Drücken des Gashebels und/oder des Sperrhebels zweckmäßig sein.
[0006] Der Benutzer nimmt während der ersten Betriebszeit des Verbrennungsmotors vorteilhaft
keine weiteren Handlungen vor und belässt den Verbrennungsmotor in seinem Betriebszustand.
[0007] Eine Benutzerhandlung zur Einleitung des Sonderbetriebszustandes besteht zweckmäßig
darin, dass durch die Benutzerhandlung eine Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors
in einen zweiten Drehzahlbereich bewirkt wird. Der zweite Drehzahlbereich liegt vorteilhaft
oberhalb des ersten Drehzahlbereichs und wird in einfacher Weise dadurch erreicht,
dass der Benutzer den Verbrennungsmotor im zweiten Drehzahlbereich unter Vollgas betreibt.
Der Benutzer kann somit den Sonderbetriebszustand nach Ablauf der vorgegebenen Betriebszeit
dadurch einleiten, dass er den Gashebel des Arbeitsgerätes niederdrückt, insbesondere
vollständig niederdrückt, also Vollgas gibt.
[0008] Dabei wird der Verbrennungsmotor in dem ersten und/oder zweiten Drehzahlbereich insbesondere
lastfrei betrieben.
[0009] Der Start des Verbrennungsmotors ist insbesondere ein Kaltstart, so dass der Verbrennungsmotor
während der vorgegebenen Betriebszeit nach dem Kaltstart mit Startgas in dem ersten
Drehzahlbereich betrieben wird. In diesem ersten Drehzahlbereich läuft die Maschine
warm und konditioniert sich.
[0010] Um die Benutzerhandlung einzuleiten, öffnet nach Ablauf der vorgegebenen Betriebszeit
zweckmäßig ein Zeitfenster. Dieses Zeitfenster erstreckt sich nach Ablauf der vorgegebenen
Betriebszeit über eine Zeitspanne von vorteilhaft 15 Sekunden bis 360 Sekunden, insbesondere
über eine Zeitspanne von 30 Sekunden bis 90 Sekunden, besonders vorteilhaft von 30
Sekunden bis 60 Sekunden. Erfolgt innerhalb des Zeitfensters keine vorgegebene Benutzerhandlung,
wird der Verbrennungsmotor im normalen Betriebszustand betrieben.
[0011] Die Kalibrierung oder Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches erfolgt insbesondere
in mehreren aufeinander folgenden Kalibrierstufen. Dabei kann in einer ersten Kalibrierstufe
die Anpassung des Gemisches bei Nenndrehzahl des Verbrennungsmotors erfolgen. Die
erste Kalibrierstufe dient vorteilhaft der Einstellung der maximalen Leistung des
Arbeitsgerätes.
[0012] In einer vorteilhaft folgenden zweiten Kalibrierstufe erfolgt die Anpassung des Gemisches
bei Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors.
[0013] In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, eine dritte Kalibrierstufe freizuschalten,
wenn die erste und die zweite Kalibrierstufe erfolgreich abgeschlossen wurden. In
einer derartigen dritten Kalibrierstufe kann die Anpassung des Gemisches für den Leerlauf
erfolgen. Vorteilhaft kann die dritte Kalibrierstufe nur unter vorgegebenen weiteren
Randbedingungen durchgeführt werden, beispielsweise nur mit Anschluss eines Diagnosegerätes.
[0014] Während der Anpassung des Gemisches in den unterschiedlichen Kalibrierstufen ist
vorgesehen, bei erfolglosem Abschluss einer Kalibrierstufe den Sonderbetriebszustand
zu beenden und in den Verbrennungsmotor abzuschalten. Dies dient dem Benutzer beispielsweise
als Rückmeldung, dass die Kalibrierung der Maschine nicht erfolgreich war.
[0015] Bei erfolgreichem Abschluss der Kalibrierstufe erhält der Benutzer eine entsprechende
Rückmeldung, so z. B. eine Absenkung der Drehzahl n des Verbrennungsmotors auf eine
Drehzahl, die vorteilhaft unterhalb des zweiten Drehzahlbereichs liegt. Die Drehzahl
n
Rück liegt vorteilhaft oberhalb des ersten Drehzahlbereichs und unterhalb des zweiten
Drehzahlbereichs. Es kann zweckmäßig sein, bei erfolgreichem Abschluss z. B. der dritten
Kalibrierstufe den Verbrennungsmotor über die Steuerungseinheit abzuschalten.
[0016] Die zugeführte Teilmenge des Kraftstoffes wird insbesondere durch getaktetes Öffnen
des elektromagnetischen Kraftstoffventils von einer Steuereinheit zugemessen. Vorteilhaft
wird die gesamte Menge des der Verbrennungsluft zugeführten Kraftstoffs über das elektromagnetische
Kraftstoffventil zugemessen.
[0017] Das Gemisch im Brennraum wird durch den Zündfunken einer Zündkerze gezündet, welche
von einer Steuereinheit angesteuert ist. Um die Nenndrehzahl des Verbrennungsmotors
einzustellen, ist vorteilhaft vorgesehen, durch Unterdrückung des Zündfunkens die
Drehzahl einzustellen. Dieses wird auch als "Austakten" bezeichnet.
[0018] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung
und der Zeichnung, in der nachfolgend im Einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer schematischen Schnittdarstellung ein erstes Arbeitsgerät mit einem Verbrennungsmotor,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht auf ein weiteres Arbeitsgerät mit einem Verbrennungsmotor,
- Fig. 3
- ein Ablaufdiagramm zur Anpassung der Zusammensetzung eines Gemisches aus Kraftstoff
und Verbrennungsluft für einen Verbrennungsmotor,
- Fig. 4
- eine schematische Wiedergabe eines Verfahrensablaufs mehrerer aufeinander folgender
Kalibrierstufen,
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs aufeinander folgender Kalibrierstufen
mit einer Kalibrierstufe zur Anpassung des Gemisches bei Leerlaufdrehzahl.
[0019] Das in Fig. 1 dargestellte Arbeitsgerät 1 ist eine Motorkettensäge 2 mit einem Verbrennungsmotor
3, der als Werkzeug 5 eine auf einer Führungsschiene 4 umlaufende Sägekette antreibt.
Der Verbrennungsmotor 3 wird in seiner Drehzahl von einem Benutzer durch einen Gashebel
6 gesteuert, dem eine Gashebelsperre 7 zugeordnet ist. Der Gashebel 6 kann vorteilhaft
zur Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 3 erst dann in Pfeilrichtung 8 in
Richtung Vollgas niedergedrückt werden, wenn die Gashebelsperre 7 betätigt ist. Der
Gashebel 6 und die Gashebelsperre 7 sind in einem hinteren Handgriff 19 des Arbeitsgerätes
1 vorgesehen.
[0020] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor 3 ein vorzugsweise gemischgeschmierter
Verbrennungsmotor, insbesondere ein Zeitaktmotor, ein gemischgeschmierter Viertaktmotor
oder dgl. Der Verbrennungsmotor 3 ist insbesondere ein einzylindriger Verbrennungsmotor.
[0021] Zum Betrieb des Verbrennungsmotors 3 wird über eine Gemischbildungseinrichtung 9
ein Gemisch 10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft zugeführt. Das Gemisch 10 füllt
einen Brennraum 11 des Verbrennungsmotors 3 und wird von einer Zündkerze 12 durch
Abgeben eines Zündfunkens gezündet.
[0022] Der über die Gemischbildungseinrichtung 9 der zuströmenden Verbrennungsluft zugeführte
Kraftstoff wird zumindest in einer Teilmenge über ein elektromagnetisches Kraftstoffventil
13 zugemessen. In einem Betriebszustand I des Verbrennungsmotors 3, der auch als normaler
Betriebszustand bezeichnet werden kann, wird die Zusammensetzung des Gemisches 10
abhängig von Betriebsparametern durch Steuerung des elektromagnetischen Kraftstoffventils
13 geändert. Hierzu kann eine Steuereinheit 15 vorgesehen sein, welcher z. B. über
einen Drehzahlsensor 16 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 3 als ein erster Betriebsparameter
zugeführt ist. Über einen weiteren Sensor 17 kann der Steuereinheit 15 der Druck im
Kurbelgehäuse 18 und/oder die Temperatur im Kurbelgehäuse 18 als weitere Betriebsparameter
gemeldet werden. Die Aufzählung der Betriebsparameter ist beispielhaft; es können
mehr oder weniger Betriebsparameter in der Steuereinheit 15 verarbeitet werden.
[0023] Die Steuereinheit 15 ist über eine Steuerleitung 14 mit dem Kraftstoffventil 13 verbunden.
Die Steuereinheit 15 steuert die Öffnungszeit des Kraftstoffventils 13. Die Öffnungszeit
des Kraftstoffventils 13 bestimmt die zugeführte Teilmenge des dem Verbrennungsmotors
zugeführten Kraftstoffs.
[0024] Das Kraftstoffventil 13 ist zweckmäßig ein getaktetes Kraftstoffventil, d. h., das
Kraftstoffventil 13 wird durch Anlegen einer Taktfrequenz geöffnet und geschlossen;
durch Änderung der Taktfrequenz kann die Gesamtöffnungsdauer des Kraftstoffventils
13 eingestellt und somit die der Gemischbildungseinrichtung zufließende Kraftstoffmenge,
insbesondere eine Teilmenge an Kraftstoff zugemessen werden.
[0025] Das Kraftstoffventil 13 ist vorteilhaft ein elektromagnetisches Kraftstoffventil
welches stromlos geöffnet ist. Auch ein stromlos geschlossenes elektromagnetisches
Kraftstoffventil kann vorteilhaft sein.
[0026] Die Förderung des Kraftstoffs in die Gemischbildungseinrichtung 9 erfolgt insbesondere
über den im Ansaugkanal der Gemischbildungseinrichtung 9 anstehenden Unterdruck; ist
das Kraftstoffventil 13 geöffnet, wird Kraftstoff angesaugt.
[0027] Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Arbeitsgerätes ist ein Trennschleifer
20, in dessen Gehäuse ein Verbrennungsmotor entsprechend Fig. 1 angeordnet ist. Auch
dieser Verbrennungsmotor ist in seiner Drehzahl über den Gashebel 6 steuerbar, wobei
der Gashebel 6 vorteilhaft erst nach Betätigung der Gashebelsperre 7 in Pfeilrichtung
8 in Richtung Vollgas verschwenkt werden kann. Der Gashebel 6 und die Gashebelsperre
7 sind in einem hinteren Handgriff 19 des Arbeitsgerätes 1 vorgesehen.
[0028] Bei derartigen Verbrennungsmotoren3 ändert sich das Gemisch 10 aus Kraftstoff und
Verbrennungsluft in Abhängigkeit vom Luftdruck bzw. in Abhängigkeit von der Höhe des
Einsatzortes des Arbeitsgerätes 1. Verändert sich die Dichte der Verbrennungsluft,
würde bei gleicher Zumessung der Kraftstoffmenge das Gemisch 10 zu fett; daher ist
es zweckmäßig, die Gemischbildungseinrichtung 9 vor Inbetriebnahme des Arbeitsgerätes
1 derart zu kalibrieren, dass eine Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches 10
aus Kraftstoff und Verbrennungsluft an den Luftdruck bzw. an die Höhe des Einsatzortes
des Arbeitsgerätes 1 erzielt ist.
[0029] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem Ablaufdiagramm in Fig. 3 wird zur
Einleitung der Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches 10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft
der Verbrennungsmotor 3 aus einem ersten Betriebszustand I in einen zweiten Betriebszustand
versetzt, der einem Sonderbetriebszustand II entspricht. Im Sonderbetriebszustand
II wird die Gemischbildungseinrichtung 9 kalibriert und die Zusammensetzung des Gemisches
10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft angepasst.
[0030] Der erste Betriebszustand I kann auch als normaler Betriebszustand des Verbrennungsmotors
bezeichnet werden, in dem das Arbeitsgerät bestimmungsgemäß genutzt wird.
[0031] Die Einleitung der Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches 10 aus Kraftstoff
und Verbrennungsluft erfolgt in Abhängigkeit zumindest einer vorgegebenen Benutzerhandlung
insbesondere mittels der zum Bedienen des Arbeitsgerätes 1 vorgesehenen Bedienelemente
wie z. B. dem Gashebel 6 und/oder der Gashebelsperre 7. Um von dem ersten Betriebszustand
I des Verbrennungsmotors 3 in einen zur Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches
10 notwendigen Sonderbetriebszustand II zu gelangen, muss der Verbrennungsmotor 3
vom Benutzer zunächst gestartet werden. Dabei ist der Start des Verbrennungsmotors
3 zweckmäßig ein Kaltstart. Zum Kaltstart kann an der Gemischbildungseinrichtung 9
eine entsprechende Kaltstartklappe oder dgl. betätigt sein. Als Kaltstart wird ein
erster Start des Verbrennungsmotors verstanden, bei dem der Verbrennungsmotor 3 beim
Start höchstens Umgebungstemperatur hat. Hat der Verbrennungsmotor 3 Umgebungstemperatur,
kann davon ausgegangen werden, dass eine erste Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors
3 vorliegt. Dies entspricht einem Kaltstart.
[0032] Nach dem Start des Verbrennungsmotors 3 ersichtlich in Feld 36 in Fig. 3 muss dieser
für eine vorgegebene Betriebszeit BZ der Zeitdauer T
min in einem ersten Drehzahlbereich betrieben werden. Dieser erste Drehzahlbereich kann
durch ein vorgegebenes Drehzahlband und/oder durch eine Grenzdrehzahl n
grenz bestimmt sein, wie Fig. 3 in der linken Spalte zeigt. Während dieser Betriebszeit
BZ, beispielsweise mit Startgas, wird überprüft, ob die Ist-Drehzahl n
ist kleiner einer vorgegebenen Grenzdrehzahl n
grenz ist. Bei Vorgabe eines Drehzahlbandes kann auch dessen untere Grenze, z. B. eine
Minimaldrehzahl abgefragt werden. Ist die vorgegebene Bedingung erfüllt, so liegt
ein Betrieb im ersten Drehzahlbereich B vor, wie die Figuren 4 und 5 wiedergeben.
Die maximale Grenzdrehzahl n
grenz kann einer Startdrehzahl n
STR entsprechen.
[0033] Entsprechend dem Ablaufdiagramm in Fig. 3 wird im Feld 37 zunächst der Betrieb mit
Startgas festgestellt. Die Ist-Drehzahl n
ist wird, wie in einer ersten Entscheidungsraute 30 dargestellt, zumindest darauf überwacht,
dass eine vorgegebene Grenzdrehzahl n
grenz nicht überschritten wird. Danach wird überprüft, wie durch die Entscheidungsraute
31 dargestellt, ob über eine vorgegebene minimale Betriebszeit T
min die Ist-Drehzahl n
ist kleiner als die Grenzdrehzahl n
grenz ist. Ist diese Bedingung erfüllt, wird gemäß Feld 32 ein Zeitfenster ZF geöffnet.
Das Zeitfenster ZF gemäß Feld 32 hat eine obere Zeitgrenze T
max, die, wie in der Entscheidungsraute 33 dargestellt, überwacht wird. Wird die Zeitgrenze
T
max erreicht, ohne dass eine vorgegebene Benutzerhandlung ausgeführt wird, läuft der
Verbrennungsmotor 3 in einem normalen, dem ersten Betriebszustand I weiter. Dieser
erste Betriebszustand I ist im Feld 35 angegeben. Der Verbrennungsmotor 3 wird immer
dann in dem ersten Betriebszustand I betrieben, wenn das Ergebnis der Überprüfungen
gemäß der Entscheidungen in den Entscheidungsrauten 30, 31, und 33 mit "Nein" beantwortet
ist.
[0034] Ist das Zeitfenster ZF gemäß Entscheidungsraute 33 offen und führt der Benutzer eine
vorgegebene Benutzerhandlung aus, wird dies im Verfahrensablauf abgefragt, wie in
der Entscheidungsraute 34 dargestellt ist. Wird eine vorgegebene Benutzerhandlung
festgestellt, wird von dem Betriebszustand I in den Sonderbetriebszustand II gewechselt.
[0035] Die festgestellte Benutzerhandlung, siehe Figur 3, dort Feld 34, führt zweckmäßig
zu einer Erhöhung der Drehzahl n
ist des Verbrennungsmotors 3 bis in einen zweiten Drehzahlbereich C und/oder D (Figuren
4, 5). Wie die Figuren 4 und 5 zeigen, liegt der zweite Drehzahlbereich C und/oder
D oberhalb des ersten Drehzahlbereichs B. Insbesondere ist die Benutzerhandlung dadurch
gegeben, dass der Benutzer den Gashebel 6 in Pfeilrichtung 8 vollständig niederdrückt,
der Verbrennungsmotor somit durch den Benutzer im zweiten Drehzahlbereich C und/oder
D unter Vollgas betrieben wird. Mit der Stellung "Vollgas" des Gashebels 6 wird der
Sonderbetriebszustand II eingeleitet und die Vollgasstellung - vorzugsweise durch
den Benutzer - beibehalten, bis der Verbrennungsmotor 3 eine Rückmeldung an den Benutzer
gibt, dass die Kalibrierung erfolgreich war.
[0036] Der Benutzer hält mit der Einleitung des Sonderbetriebszustandes II den Gashebel
6 dauerhaft betätigt, vorteilhaft bis zu einem Endanschlag gedrückt, was einer Vollgasstellung
entspricht. Es kann vorteilhaft sein, dass mit der Einleitung des Sonderbetriebszustandes
II durch eine vorgegebene Benutzerhandlung die Steuereinheit 15 die Steuerung des
Verbrennungsmotors 3 übernimmt und das Verfahren zur Anpassung der Zusammensetzung
des Gemisches 10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft selbsttätig bis zu einem Verfahrensende
durchführt.
[0037] Es kann auch vorgesehen sein, dass der Benutzer die vorgegebene Benutzerhandlung
über einen vorgegebenen Zeitraum dauerhaft durchführen muss, um den Sönderbetriebszustand
II einzuleiten. Anschließend kann der Verbrennungsmotor 3 in Verbindung mit der Steuereinheit
15 das Verfahren zur Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches 10 aus Kraftstoff
und Verbrennungsluft selbsttätig bis zu einem Verfahrensende durchführen.
[0038] Im Rahmen der Erfindung kann der Start des Verbrennungsmotors 3 auch ein Warmstart
sein. Als Warmstart wird ein Start nach vorherigem Lauf des Verbrennungsmotors 3 bezeichnet.
Der Verbrennungsmotor 3 kann eine Temperatur aufweisen, die höher als die Umgebungstemperatur
ist. Möchte der Benutzer eine Anpassung der Zusammensetzung eines Gemisches 10 aus
Kraftstoff und Verbrennungsluft nach einem Warmstart, so kann er zur Einleitung des
Sonderbetriebszustandes den Warmstart in einer Startposition der Gemischbildungseinrichtung
9 durchführen. Der Warmstart wird von der Steuereinheit 15 erkennt und dann als erster
Start des Verbrennungsmotors 3 detektiert. Sofern der Benutzer während der ersten
Betriebszeit keine weiteren Benutzerhandlungen vornimmt wird der Verbrennungsmotor
3 nach dem Start in einem ersten Betriebszustand eine vorgegebene Betriebszeit T
min in einem ersten Drehzahlbereich B betrieben. Nach Ablauf der Betriebszeit T
min erfolgt die Öffnung des Zeitfensters ZF zum Sprung in einen Sonderbetriebszustand
II nach Ausführung einer vorgegebenen Benutzerhandlung, z. B. Vollgas geben.
[0039] Die Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches 10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft
erfolgt insbesondere lastfrei, d. h., ohne Last am Werkzeug 5. So ist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 1 als Werkzeug 5 eine Sägekette auf der Führungsschiene montiert, allerdings
wird das Verfahren zur Anpassung des Gemisches nur dann durchgeführt, wenn die Sägekette
nicht zum Schnitt im Holz eingesetzt wird. Die Sägekette kann lastfrei mitlaufen.
Entsprechendes gilt z. B. für ein Arbeitsgerät nach Fig. 2.
[0040] Das Verfahren zur Anpassung der Zusammensetzung eines Gemisches 10 aus Kraftstoff
und Verbrennungsluft erfolgt vorteilhaft in mehreren Kalibrierstufen 40, 50, 60. Nach
dem Ausführungsbeispiel erfolgt nach Einleitung des Sonderbetriebszustands II (Fig.
3) die Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches 10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft
in drei Kalibrierstufen 40, 50, 60, insbesondere automatisiert ohne weitere zwingende
Benutzerhandlungen.
[0041] Aufgrund der im Ausführungsbeispiel vorgegebenen Benutzerhandlung "Vollgas" läuft
der Verbrennungsmotor 3 zunächst bei einer Nenndrehzahl n
nenn. Dieser Betrieb bei Nenndrehzahl n
nenn muss für eine Minimalzeit T
N vorliegen. Während dieser Minimalzeit T
N erfolgt die Kalibrierung in der ersten Kalibrierstufe 40 bei Nenndrehzahl n
nenn. Diese Nenndrehzahl n
nenn wird - auch unter Vollgas - durch Austakten der Zündung erzielt. Das Gemisch 10 im
Brennraum 11 wird durch den Zündfunken der Zündkerze 12 gezündet, die von einer Zündvorrichtung,
im Ausführungsbeispiel die Steuereinheit 15, angesteuert wird. Die Nenndrehzahl n
nenn wird durch Unterdrückung des Zündfunkens durch die Steuereinheit 15 eingeregelt.
Der Verbrennungsmotor 3 wird auf die Nenndrehzahl n
nenn abgeregelt.
[0042] Nach Ablauf der ersten Kalibrierstufe 40 wird gemäß der Entscheidungsraute 41 abgefragt,
ob die Kalibrierung erfolgreich war. Wird kein Fehler festgestellt, erfolgt im Verfahren
die Verzweigung wie in der Entscheidungsraute 41 dargestellt. Im Zweig "Ja" wird auf
die zweite Kalibrierstufe 50 verzweigt. War die Kalibrierung nicht erfolgreich, wird
über den "Nein"-Zweig gemäß der Entscheidungsraute 41 auf das Feld 19 verzweigt und
der Verbrennungsmotors 3 abgeschaltet.
[0043] Wurde die erste Kalibrierstufe 40 erfolgreich abgeschlossen, erfolgt die Erhöhung
der Drehzahl n
ist des Verbrennungsmotors 3 auf eine Maximaldrehzahl n
max. Vorteilhaft liegt dieser Drehzahlbereich der Maximaldrehzahl n
max für eine Minimalzeit T
H vor. Während dieser Minimalzeit T
H erfolgt die Kalibrierung in der zweiten Kalibrierstufe 50 zwecks weiterer Anpassung
des Gemisches 10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft. Wie in der Entscheidungsraute
51 dargestellt, wird dann im Verfahren abgefragt, ob die Kalibrierung der zweiten
Kalibrierstufe 50 erfolgreich war. In einem Fehlerfall in der zweiten Kalibrierstufe
50 verzweigt die Entscheidungsraute 51 auf den "Nein"-Zweig, der zum Feld 19 und zum
Abschalten des Verbrennungsmotors 3 führt.
[0044] Alternativ kann die Kalibrierung nach erfolgreichem Abschluss der zweiten Kalibrierstufe
50 abgeschlossen sein. Die erfolgreiche Kalibrierung wird durch eine Rückmeldung an
den Benutzer gemeldet. Als Rückmeldung einer erfolgreichen Kalibrierung kann die Drehzahl
des Verbrennungsmotors 3 auf eine Rückmeldedrehzahl n
Rück abgesenkt werden, wie Feld 52 zeigt. Es kann auch zweckmäßig sein, als Rückmeldung
an den Benutzer den Verbrennungsmotor auszuschalten.
[0045] War die Kalibrierung auch in der zweiten Kalibrierstufe 50 erfolgreich, kann die
dritte Kalibrierstufe 60 vorteilhaft nur unter vorgegebenen weiteren Randbedingungen
freigeschaltet werden. So kann es erforderlich sein, die Durchführung der dritten
Kalibrierstufe 60 nur bei Anschluss eines Diagnosegerätes zuzulassen. Zweckmäßig kann
die dritte Kalibrierstufe 60 nur im Service in einer Werkstatt angefahren werden.
In der dritten Kalibrierstufe 60 erfolgt eine Kalibrierung des Gemisches bei Leerlaufdrehzahl
n
LL. Wurde die dritte Kalibrierstufe 60 erfolgreich durchlaufen, wird der Verbrennungsmotor
3 vorzugsweise abgeschaltet, wie Feld 62 darstellt.
[0046] Um vor Ort dem Benutzer die erfolgreiche Kalibrierung des Verbrennungsmotors 3 nach
erfolgreichem Durchlaufen der Kalibrierstufen 40 und 50 zurückzumelden, erfolgt nach
Abschluss der zweiten Kalibrierstufe 50 vorteilhaft die Absenkung der Drehzahl n des
Verbrennungsmotors 3 auf eine Rückmeldedrehzahl n
Rück. Die Rückmeldedrehzahl n
Rück ist vorteilhaft kleiner als n
max, insbesondere kleiner als n
nenn. Die RückmeldeDrehzahl n
Rück ist vorzugsweise größer als n
STR bzw. n
LL, kann insbesondere aber Null sein und durch Abschalten des Verbrennungsmotors 3 erzielt
sein.
[0047] Nach der Rückmeldung kann der Benutzer - hält er den Gashebel 6 noch immer gedrückt
- vom Gas gehen und den Gashebel 6 entgegen Pfeilrichtung 8 in Leerlaufstellung überführen.
Alternativ kann nun eine Anpassung der Zusammensetzung eines Gemisches 10 aus Kraftstoff
und Verbrennungsluft im Leerlauf in der Kalibrierstufe 60 erfolgen. Wie in der Entscheidungsraute
61 dargestellt, wird dann abgefragt, ob die Kalibrierung der dritten Kalibrierstufe
60 erfolgreich war. Trat ein Fehler auf, wird über den "Nein"-Zweig in das Feld 19
verzweigt und der Verbrennungsmotor 3 ausgeschaltet. War die Kalibrierung der dritten
Kalibrierstufe 60 erfolgreich, wird vorteilhaft der Verbrennungsmotor 3 ausgeschaltet.
Das Ausschalten des Verbrennungsmotors dient als Rückmeldung an den Benutzer, wobei
insbesondere über ein angeschlossenes Diagnosegerät ausgelesen werden kann, ob die
Kalibrierung erfolgreich war.
[0048] Ein Beispiel des Verfahrensablaufs zur Anpassung der Zusammensetzung eines Gemisches
10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft ist in einer ersten vorteilhaften Ausführungsform
in Fig. 4 wiedergegeben. Im Abschnitt A erfolgt ein Starten des Verbrennungsmotors
3 mit Startgas, wodurch der Verbrennungsmotor 3 mit einer Startdrehzahl n
STR durchläuft. Die Startdrehzahl n
STR entspricht einer Grenzdrehzahl n
grenz. Dieser Startdurchlauf muss für eine feste Betriebszeit BZ der Zeitdauer T
min von im Ausführungsbeispiel 30 Sekunden vorliegen, damit das Zeitfenster ZF zum Einleiten
des Sonderbetriebszustands II geöffnet wird.
[0049] Betätigt der Benutzer innerhalb dieses in Fig. 3 angegebenen Zeitfensters ZF den
Gashebel 6, gibt er insbesondere Vollgas, so erhöht sich die Drehzahl n auf die Drehzahl
n
nenn. In diesem zweiten Drehzahlbereich C mit erhöhter Drehzahl n erfolgt in einer ersten
Kalibrierstufe 40 eine sogenannte Volllastkalibrierung. In der Volllastkalibrierung
wird vorteilhaft bei einer definierten Drehzahl der Verbrennungsmotor abgeregelt.
Beim Abregeln wird vorteilhaft die Zündung ausgetaktet und das Gemisch angepasst.
Kann das Einregelkriterium, beispielsweise eine vorgegebene Drehzahl, im zweiten Drehzahlbereich
C der Kälibrierstufe 40 nicht erreicht werden, bricht die Kalibrierung durch Absenkung
der Drehzahl gemäß abfallender Flanke H ab. Insbesondere fällt die Drehzahl n auf
'Null' ab. Der Verbrennungsmotor 3 wird ausgeschaltet.
[0050] War die Kalibrierung im zweiten Drehzahlbereich C erfolgreich, wird die Austaktung
der Zündung unterbunden, so dass - da der Benutzer vorteilhaft unverändert Vollgas
gibt - der Verbrennungsmotor 3 auf eine Maximaldrehzahl n
max hochläuft. Während dieses weiteren zweiten Drehzahlbereichs D mit erhöhter Drehzahl
erfolgt die Kalibrierung des Gemisches im Hochdrehzahlbereich in der zweiten Kalibrierstufe
50.
[0051] Ist die zweite Kalibrierstufe 50 im weiteren, zweiten Drehzahlbereich D erfolgreich
abgeschlossen, wird vorteilhaft über die Steuereinheit 15 die Drehzahl n des Verbrennungsmotors
3 in einem Verfahrensabschnitt E auf eine Rückmeldedrehzahl n
Rück abgesenkt. Diese signifikante Absenkung der Drehzahl erfolgt vorteilhaft durch die
Steuereinheit 15, obwohl vom Benutzer weiterhin Vollgas gegeben wird, wie der dargestellte
Verlauf der Gashebelstellung über der Zeit zeigt. Der Gashebel steht gemäß Schaltanzeige
in Fig. 4 auch im Verfahrensabschnitt E in Stellung "1 ", also in Stellung "Vollgas".
[0052] Mit Erkennung der Rückmeldedrehzahl n
Rück geht der Benutzer im Abschnitt F vom Gas; der Gashebel 6 geht in die Leerlaufstellung
und der Verbrennungsmotor 3 läuft mit der Leerlaufdrehzahl n
LL. Der Verbrennungsmotor 3 wird durch die Kalibrierung an geänderte Randbedingungen
angepasst, beispielsweise an die Höhe des Einsatzortes bzw. den herrschenden Luftdruck
angepasst oder an neu verbaute Ersatzteile oder an einen gereinigten Luftfilter.
[0053] Es steht dem Benutzer offen, im Abschnitt G durch fortdauerndes Vollgas geben die
Drehzahl auf einer Maximaldrehzahl n
max zu halten.
[0054] Fig. 5 zeigt einen alternativen Verfahrensablauf des Einleitens eines Verfahrens
zur Anpassung der Zusammensetzung eines Gemisches 10 aus Kraftstoff und Verbrennungsluft.
Es erfolgt - entsprechend Fig. 4 - im Abschnitt A ein Start des Verbrennungsmotors
3 unter Startgas; der Verbrennungsmotor 3 wird auf Startdrehzahl n
STR hochlaufen. Der Drehzahlbereich B wird für eine Betriebszeit BZ mit einer Zeitdauer
T
min von im Ausführungsbeispiel angegebenen 30 Sekunden gehalten; nach Ablauf der minimalen
Betriebszeit BZ wird das Zeitfenster ZF gemäß Feld 32 in Fig. 3 geöffnet. Der Benutzer
verlagert den Gashebel aus der Stellung "0" (Leerlauf) in die Stellung "1" (Vollgas),
wie die Darstellung der Gashebelstellung über der Zeit unterhalb des Drehzahlverlaufs
zeigt Die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 3 wird auf eine Nenndrehzahl n
nenn hochlaufen und über einen Zeitraum T
N von vorteilhaft 30 Sekunden eine Kalibrierung durchgeführt. Ist die Kalibrierung
im zweiten Drehzahlbereich C über der Minimalzeit T
N fehlerhaft, fällt die Drehzahl gemäß der abfallenden Flanke H auf Null. Der Verbrennungsmotor
3 geht aus. Ist die Kalibrierung erfolgreich, fällt unter Wirkung der Steuereinheit
15 - trotz Stellung des Gashebels in "1" (Vollgas) - die Drehzahl im Abschnitt E auf
eine Rückmeldedrehzahl n
Rück. Der Benutzer erkennt eine abgeschlossene Kalibrierung und geht vom Gas; der Gashebel
nimmt die Stellung "0" (Leerlauf) ein. Der Verbrennungsmotor 3 fällt auf die Leerlaufdrehzahl
n
LL ab. Im Drehzahlbereich F kann nun eine Leerlaufkalibrierung gemäß der Kalibrierstufe
60 in Fig. 3 erfolgen, nach deren erfolgreichem Abschluss der Verbrennungsmotor 3
ausgeschaltet wird. Das dem Verbrennungsmotor 3 zugeführte Gemisch 10 ist der Dichte
der Verbrennungsluft angepasst.
1. Verfahren zur Anpassung der Zusammensetzung eines Gemisches (10) aus Kraftstoff und
Verbrennungsluft, das einem Brennraum (11) eines gerischgeschmierten Verbrennungsmotors
(3) in einem Arbeitsgerät (1) zugeführt ist, welches von einem Benutzer geführt ist,
- wobei zumindest eine Teilmenge des Kraftstoffs dem Verbrennungsmotor (3) über ein
elektromagnetisch gesteuertes Kraftstoffventil (13) zugeführt wird,
- und in einem Betriebszustand (I) des Verbrennungsmotors (3) abhängig von Betriebsparametern
die zugeführte Teilmenge des Kraftstoffs durch das elektromagnetische Kraftstoffventil
(13) zugemessen wird,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches (10) in einem von dem Betriebszustand
(I) des Verbrennungsmotors (3) abweichenden Sonderbetriebszustand (II) durchgeführt
wird,
- dass zur Einleitung des Sonderbetriebszustandes (II) der Verbrennungsmotors (3) vom Benutzer
zunächst gestartet wird,
- dass der Verbrennungsmotor (3) nach dem Start eine vorgegebene Betriebszeit (Tmin) in einem ersten Drehzahlbereich (B) betrieben wird,
- und dass nach Ablauf der vorgegebenen Betriebszeit (Tmin) der Sonderbetriebszustand (II) zur Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches (10)
durch eine Benutzerhandlung eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerhandlung eine Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors (3) in einen
zweiten Drehzahlbereich (C, D) bewirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehzahlbereich (C, D) oberhalb des ersten Drehzahlbereichs (B) liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (3) durch den Benutzer im zweiten Drehzahlbereich (C, D) unter
Vollgas betrieben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (3) in einem Drehzahlbereich (B, C, D) lastfrei betrieben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Start des Verbrennungsmotors (3) ein Kaltstart ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (3) während der vorgegebenen Betriebszeit (Tmin) nach dem Kaltstart mit Startgas im ersten Drehzahlbereich (B) betrieben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf der vorgegebenen Betriebszeit (Tmin) ein Zeitfenster (ZF) öffnet.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zeitfenster (ZF) nach Ablauf der vorgegebenen Betriebszeit (Tmin) über eine Zeitspanne von 15 bis 360 Sekunden erstreckt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Zeitfensters (ZF) der Verbrennungsmotor (3) im normalen Betriebszustand
(I) betrieben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches (10) in mehreren aufeinander folgenden
Kalibrierstufen (40, 50, 60) erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Kalibrierstufe (40) die Anpassung des Gemisches (10) bei Nenndrehzahl
(nnenn) des Verbrennungsmotors (3) erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Kalibrierstufe (50) die Anpassung des Gemisches (10) bei Höchstdrehzahl
(nmax) des Verbrennungsmotors (3) erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13,
dadurch gekennzeichnet, dass bei erfolgreichem Abschluss der ersten und der zweiten Kalibrierstufe (40, 50) eine
dritte Kalibrierstufe (60) freigeschaltet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass in der dritten Kalibrierstufe (60) die Anpassung des Gemisches (10) bei Leerlaufdrehzahl
(nLL) erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass bei erfolglosem Abschluss einer Kalibrierstufe (40, 50, 60) der Sonderbetriebszustand
(II) beendet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass bei erfolgreichem Abschluss der dritten Kalibrierstufe (60) der Verbrennungsmotor
(3) abgeschaltet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Teilmenge des Kraftstoffs durch getaktetes Öffnen des elektromagnetischen
Kraftstoffventils (13) von einer Steuereinheit (15) zugemessen wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch im Brennraum (11) durch den Zündfunken einer Zündkerze (12) gezündet
wird, die von der Steuereinheit (15) angesteuert wird, und dass die lastfreie Nenndrehzahl
(nnenn) durch Unterdrückung des Zündfunkens eingeregelt wird.