DE10051551A1

DE10051551A1 - Verfahren, Computerprogramm sowie Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10051551A1
Application number: DE10051551A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Vogt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JP2002180866A; US6862515B2; US20020045983A1; JP4225720B2; DE10051551B4

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) wird der Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil (32) zugeführt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird durch die Einspritzdauer (ti) beeinflusst. Um die Kosten für Auslegung und Beschaffung des Einspritzventils (32) zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass erfasst wird, wenn eine geforderte Einspritzdauer (ti) des Einspritzventils (32) größer als eine maximal mögliche Einspritzdauer (timxth) ist. In diesem Fall erfolgt ein Eingriff (64), durch den eine Soll-Gemischzusammensetzung (rlmaxti) hergestellt wird.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil zugeführt und die eingespritzte Kraftstoffmenge durch die Einspritzdauer beeinflusst wird.

Ein solches Verfahren ist vom Markt her bekannt. Bei ihm wird Kraftstoff über ein Einspritzventil in ein Ansaugrohr eingespritzt (bei anderen bekannten Verfahren wird der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt; das bekannte Verfahren ist auf Benzin und auch auf Diesel anwendbar). Im Ansaugrohr vernebelt der eingespritzte Kraftstoff und wird in einen Brennraum der Brennkraftmaschine transportiert. Der Kraftstoff wird dem Einspritzventil von einer Kraftstoffzuleitung zugeführt, die unter einem im Wesentlichen konstanten Druck steht. Wird z. B. vom Fahrer eine hohe Last angefordert, wird das Einspritzventil so angesteuert, dass es relativ lange geöffnet bleibt. Auf diese Weise gelangt eine größere Kraftstoffmenge in das Ansaugrohr.

Die maximal mögliche Einspritzdauer des Einspritzventils ist jedoch begrenzt. Ist z. B. bei Benzin-Direkteinspritzung ein diskreter Öffnungsvorgang des Einspritzventils gewünscht, beträgt die maximal mögliche Einspritzdauer gleich der Dauer des Ansaug- zuzüglich gegebenenfalls des Kompressionstaktes. Bei Saugrohreinspritzung kann das Einspritzventil im Extremfall auch einfach dauernd geöffnet sein. Günstiger ist aber auch hier ein diskreter Öffnungsvorgang, da möglichst nicht ins offene Einlassventil eingespritzt werden soll; bei offenem Einlassventil sollte das Einspritzventil also möglichst geschlossen sein. Der Zustand eines dauernd geöffneten Einspritzventils wird auch als "Dauerstrich" bezeichnet.

Wird vom Benutzer der Brennkraftmaschine eine hohe Last gefordert, also z. B. ein hohes Drehmoment bei ggf. hoher Drehzahl, kann es vorkommen, dass die geforderte Einspritzdauer des Einspritzventils größer ist als die maximal mögliche Einspritzdauer. Da die maximal mögliche Einspritzdauer jedoch motorbedingt begrenzt ist, wird trotz dieser höheren geforderten Einspritzdauer nur eine der maximal möglichen Einspritzdauer entsprechende Kraftstoffmenge eingespritzt. Gleichzeitig wird jedoch eine dem geforderten hohen Drehmoment entsprechende große Luftfüllung dem Brennraum zugeführt, so dass das in den Brennraum gelangende Gemisch insgesamt zu mager ist. Dies führt einerseits zu einem schlechten Emissionsverhalten und andererseits zu einer erhöhten Temperatur der Brennkraftmaschine und des Abgases.

Hohe Abgastemperaturen wiederum sind für die Abgasanlage schädlich. Ferner sind zu hohe Abgastemperaturen dann besonders unerwünscht, wenn die Brennkraftmaschine einen Verdichter, beispielsweise einen Turbolader, aufweist, der die Ansaugluft in bestimmten Betriebszuständen vorverdichtet. Die im Abgasstrom gelegene Turbine des Turboladers ist äußerst temperaturempfindlich und kann durch eine derart erhöhte Abgastemperatur beschädigt werden. Insbesondere im Vollastbereich findet daher üblicherweise eine Anfettung des Gemisches statt, um die Abgastemperatur zu senken. Dies ist dann, wenn die Brennkraftmaschine bereits in einem Zustand betrieben wird, in dem die Einspritzdauer nicht mehr verlängert werden kann, nicht möglich.

Auch wird die Benutzung eines Kraftstoffes mit niedrigerer Oktanzahl erschwert, da in diesem Fall, um Klopfen zu vermeiden, die Brennkraftmaschine mit einem späteren Zündwinkel betrieben werden sollte, der aber wiederum eine erhöhte Abgastemperatur zur Folge hat. Dieser müsste durch ein Anfetten des Gemisches begegnet werden, was dann, wenn das Einspritzventil bereits mit der maximal möglichen Einspritzdauer arbeitet, nicht möglich ist.

Um die oben genannten Probleme zu vermeiden, ist eine äußerst exakte Auslegung des Einspritzventils erforderlich. Diese muss so erfolgen, dass in jedem Betriebszustand gewährleistet ist, dass eine ausreichende Kraftstoffmenge eingespritzt werden kann. Dies führt im Allgemeinen zu der Forderung nach einem Einspritzventil, welches eine relativ große Kraftstoffmenge einspritzen kann. Im Leerlauf der Brennkraftmaschine ist es dagegen erforderlich, dass die Einspritzdauer des Einspritzventils nur sehr kurz ist. Insbesondere bei einer aktiven Tankentlüftung, bei der Kraftstoffdampf direkt vom Tank in das Ansaugrohr geleitet wird, muss das Einspritzventil im Leerlauf nur noch eine sehr geringe Kraftstoffmenge dem Brennraum der Brennkraftmaschine zuführen. Um all diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss das entsprechende Einspritzventil also einen sehr großen Variationsbereich aufweisen, also kleinste, aber auch große Kraftstoffmengen einspritzen können. Derartige Einspritzventile sind jedoch sehr teuer.

Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Brennkraftmaschine mit einem relativ preiswerten Einspritzventil, welches einfach auszulegen ist, sicher betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei dem eingangs genannten Verfahren erfasst wird, wenn eine geforderte Einspritzdauer des Einspritzventils größer als eine maximal mögliche Einspritzdauer ist und in diesem Fall ein Eingriff erfolgt, durch den eine Soll-Gemischzusammensetzung hergestellt wird.

Vorteile der Erfindung

Das vorgeschlagene Verfahren ist ebenso einfach wie wirkungsvoll: Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass fast alle Probleme, die dann entstehen, wenn das Einspritzventil der Brennkraftmaschine mit der maximal möglichen Einspritzdauer betrieben wird, damit zusammenhängen, dass in diesem Fall die Gefahr besteht, dass das Abgas zu heiß wird. Dies wiederum ist darauf zurückzuführen, dass gegebenenfalls zu wenig Kraftstoff in den Brennraum gelangt, das Luft- Kraftstoffgemisch also zu mager ist. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass, sobald erfasst wird, dass die maximal mögliche Einspritzdauer des Einspritzventils überschritten wird, die Regelung des Luft- Kraftstoffgemisches nicht mehr leistungsorientiert, sondern gemischorientiert erfolgt.

Auf diese Weise wird in allen Betriebssituationen der Brennkraftmaschine sichergestellt, also auch dann, wenn das Einspritzventil mit der maximal möglichen Einspritzdauer betrieben wird, dass das Gemisch nicht zu mager ist und der gewünschten Gemischzusammensetzung entspricht. Dies wird im Normalfall ein im Wesentlichen stöchiometrisches Gemisch sein, kann jedoch, z. B. zum Schutz einer in der Abgasleitung angeordneten Turbine, auch ein angefettetes Gemisch sein.

Die Verwendung von Einspritzventilen, welche auch relativ große Kraftstoffmengen einspritzen können, ist somit nicht mehr im bisherigen Umfang erforderlich. In der Praxis dürften Ventile ausreichen, welche ungefähr 10% bis 20% kleiner sind als bisher verwendete Ventile. Überhaupt werden an die Auslegung des Einspritzventils geringere Anforderungen gestellt, da die unterschiedlichen Grenzfälle, von denen einige eingangs beispielhaft aufgeführt worden sind, im Grunde nicht mehr berücksichtigt werden müssen. Auf diese Weise werden bereits bei der Auslegung der Brennkraftmachine Kosten gespart. Dies insbesondere auch deshalb, da günstigerweise, wegen der gewünschten Verwendung von Gleichteilen, verschieden große Brennkraftmaschinen mit den gleichen Einspritzventilen ausgerüstet werden können. Die entsprechenden Einspritzventile sind darüber hinaus preiswerter, so dass auch hier Kosten gespart werden. Darüber hinaus werden Motorschäden oder Schäden an sonstigen Komponenten der Brennkraftmaschine vermieden, die dann auftreten könnten, wenn eine Grenzsituation beim Auslegen des Einspritzventils übersehen worden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

In einer ersten Weiterbildung ist angegeben, dass der Eingriff die Begrenzung einer Luftfüllung eines Brennraums umfasst. Auf diese Weise wird der Luftanteil des Kraftstoff-Luftgemisches an die maximal mögliche Einspritzmenge an Kraftstoff angepasst.

Besonders einfach kann die Luftfüllung dadurch reduziert werden, dass der Winkel einer Drosselklappe verstellt wird.

Hierdurch wird der Durchlass-Querschnitt des Ansaugrohrs reduziert, so dass weniger Luft durch das Ansaugrohr in den Brennraum strömen kann.

Bei Brennkraftmaschinen mit Vorverdichtung, welche also im Ansaugrohr einen Verdichter aufweisen, kann die Luftfüllung auch dadurch reduziert werden, dass der Ladedruck im Ansaugrohr abgesenkt wird. Dies ist z. B. über ein waste gate besonders einfach zu realisieren.

Um einen genauen Eingriff zu ermöglichen, ist es günstig, wenn der Umfang des Eingriffs der Abweichung zwischen geforderter und maximal möglicher Einspritzdauer angepasst werden kann. In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher vorgeschlagen, dass der Eingriff mittels einer Kennlinie erfolgt, deren Eingangsgröße die Differenz zwischen geforderter und maximal möglicher Einspritzdauer ist.

Anstatt direkt die Luftfüllung des Brennraums zu beeinflussen, kann der Eingriff auch eine Reduzierung eines Soll-Drehmoments umfassen. In diesem Fall wird also nicht punktuell eine Komponente des Kraftstoff-Luftgemisches verändert, sondern deutlich früher in der Regelstrecke eingegriffen. Dies hat den Vorteil, dass die Gemischregelung selbst unberührt bleibt.

Wenn das Soll-Drehmoment (welches im allgemeinen zu der Luftfüllung proportional ist) reduziert wird, kann dies besonders genau dann geschehen, wenn der Eingriff mittels eines Reglers, insbesondere eines PI-Reglers, erfolgt, dessen Stellgröße die Differenz zwischen geforderter und maximal möglicher Einspritzdauer ist.

Alle oben beschriebenen Weiterbildungen zielen letztendlich auf eine Leistungsreduzierung ab, welche dann erfolgt, wenn eine längere als die maximal mögliche Einspritzdauer des Einspritzventils gefordert wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Eingriff auch eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks umfassen. In diesem Fall steht die geforderte Leistung weiterhin zur Verfügung bzw. der Leistungsabfall fällt geringer aus.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Computerprogramm auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flasch-Memory, abgespeichert ist.

Die Erfindung betrifft schließlich noch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einspritzventil zur Zufuhr von Kraftstoff, welche einen Soll-Wert für die Einspritzdauer des Einspritzventils abgibt. Um die bereits oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführten Vorteile realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass eine solche Steuer- und/oder Regeleinrichtung Mittel umfasst, mit denen erfasst wird, wenn die Soll-Einspritzdauer größer als eine maximal mögliche Einspritzdauer ist, und dass sie Mittel umfasst, welche in diesem Fall so eingreifen, dass eine Soll- Gemischzusammensetzung hergestellt wird.

Zeichnung

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine von Fig. 1; und

Fig. 3 ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine von Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst einen Brennraum 12, der über ein nicht dargestelltes Einlassventil mit einem Ansaugrohr 14 verbunden ist. Über ein ebenfalls nicht dargestelltes Auslassventil ist der Brennraum 12 ferner mit einem Abgasrohr 16 verbunden.

Im Abgasrohr 16 sitzt eine Turbine 18, die über eine Welle 20 einen Verdichter 22 antreibt. An der Turbine 18 führt eine waste-gate-Leitung 23 vorbei, in der ein waste-gate 25 sitzt. Dieses wird über den im Ansaugrohr herrschenden Druck auf hier nicht näher interessierende Art und Weise angesteuert, was durch die Leitung 27 angedeutet ist. Der Verdichter 22 sitzt wiederum im Ansaugrohr 14. Stromaufwärts vom Verdichter 22 zweigt eine Umluftleitung 24 vom Ansaugrohr 14 ab, die stromabwärts vom Verdichter 22 wieder in das Ansaugrohr 14 mündet. In der Umluftleitung 24 ist ein Umluftventil 26 angeordnet.

Im Ansaugrohr 14 ist ferner eine Drosselklappe 28 vorhanden, deren Winkelstellung von einem Stellmotor 30 eingestellt wird (die Drosselklappe 28 kann alternativ natürlich auch direkt über einen Gaszug angesteuert werden). Stromaufwärts von der Drosselklappe 28 ist ein Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM-Sensor) 31 vorgesehen, der die durch das Ansaugrohr 14 strömende Luftmasse misst. Zwischen Drosselklappe 28 und Brennraum 12 ist ferner ein Einspritzventil 32 angeordnet, mit dem Kraftstoff in das Ansaugrohr 14 eingespritzt werden kann. Das Einspritzventil 32 wird über eine Kraftstoffleitung 34 und eine Kraftstoffpump- und Druckregeleinheit 36 aus einem Tank 38 gespeist.

Ein Steuer- und Regelgerät 40 ist eingangsseitig mit dem HFM-Sensor 31 und einem Stellungsgeber 42 eines Gaspedals 44 verbunden. Ferner erhält das Steuer- und Regelgerät 40 Signale von einem Drehzahlsensor 46, der die Drehzahl einer Kurbelwelle 48 abgreift. Ausgangsseitig ist das Steuer- und Regelgerät 40 mit dem waste-gate 25 in der waste-gate- Leitung 23, dem Stellmotor 30 der Drosselklappe 28, dem Einspritzventil 32 und der Kraftstoffpump- und Druckregeleinheit 36 verbunden.

Im Normalfall wird die Brennkraftmaschine 10 folgendermaßen betrieben:
Während eines Ansaugtaktes wird Luft über das Ansaugrohr 14 angesaugt. Vom Steuer- und Regelgerät wird abhängig von der vom Stellungsgeber 42 festgestellten Stellung des Gaspedals 44 eine vom Benutzer geforderte Last definiert und bei einem luftgeführten System der Stellmotor 30 der Drosselklappe 28 entsprechend angesteuert. Gegebenenfalls kann auch in die Ansteuerung des waste-gates 25 eingegriffen und hierdurch der Ladedruck eingestellt werden. Das Einspritzventil 32 wird, abhängig von der vom HFM-Sensor 31 festgestellten Luftmasse, vom Steuer- und Regelgerät 40 so angesteuert, dass eine gewünschte Gemischzusammensetzung erreicht wird. Es wird also eine bestimmte Menge Kraftstoff in das Ansaugrohr 14 eingespritzt. Die Kraftstoffmenge wird dabei durch die Öffnungsdauer des Einspritzventils 32 festgelegt. Das aus dem Brennraum 12 austretende Abgas treibt die Turbine 18 an, welche wiederum, in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 10, über die Welle 20 den Verdichter 22 antreibt, der die Luft im Abgasrohr 16 vorverdichtet.

Unter bestimmten Umständen kann es notwendig sein, den Druck im Ansaugrohr 14 abzusenken. Dies wird dadurch herbeigeführt, dass das waste-gate 25 so angesteuert wird, dass es öffnet. In diesem Fall kann Abgas an der Turbine 18 vorbei strömen, so dass die Turbine 18 und in der Folge auch der Verdichter 22 weniger stark angetrieben werden.

Wie bereits oben ausgeführt worden ist, wird die eingespritzte Kraftstoffmenge durch die Dauer der Einspritzung durch das Einspritzventil 32 bestimmt. Je höher die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 ist, desto kürzer ist die Zeit» die für die Einspritzung des Kraftstoffes zur Verfügung steht. Wird nun bei einer hohen Drehzahl eine große Leistung von der Brennkraftmaschine 10 gefordert, indem, bei hoher Drehzahl, der Benutzer das Gaspedal 44 noch weiter durchtritt, kann es vorkommen, dass die zur Erzielung dieser Leistung erforderliche Kraftstoffmenge nicht eingespritzt werden kann, da zu wenig Zeit zum Einspritzen des Kraftstoffes zur Verfügung steht. In diesem Fall ist also die geforderte Einspritzdauer des Einspritzventils 32 größer als eine maximal mögliche Einspritzdauer. Eine andere derartige Situation kann z. B. dann eintreten, wenn die Brennkraftmaschine 10 bereits mit dauernd geöffnetem Einspritzventil 32 betrieben wird, aber zum Schutz der Turbine 18 vor Überhitzung eine Anfettung des Gemisches erfolgen soll. Dann kann z. B. nach dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren vorgegangen werden:
In diesem wird nach einem Startblock 50 zunächst in einem Block 52 festgestellt, wie lang die Einspritzdauer ti sein muss, wenn die Leistung erzielt werden soll, die der vorn Stellungsgeber 42 ermittelten Stellung des Gaspedals 44 entspricht. Parallel dazu wird in einem Block 54 der Quotient timxth aus einem Faktor F (Block 56) und der vom Drehzahlsensor 46 ermittelten Drehzahl nmot (Block 58) der Kurbelwelle 48 gebildet. Beim Faktor F handelt es sich um eine maschinenspezifische Größe, die sich aus der bei maximaler Drehzahl maximal möglichen Einspritzdauer ergibt. Der Quotient timxth entspricht der bei der festgestellten Drehzahl nmot maximal möglichen Einspritzdauer des Einspritzventils 32. Im Block 60 wird nun die Differenz zwischen der geforderten Einspritzdauer ti und der maximal möglichen Einspritzdauer timxth gebildet.

Der hieraus gebildete Wert dtimx wird im Block 62 darauf abgeprüft, ob er positiv ist. Ist dies der Fall, ist also die geforderte Einspritzdauer ti größer als die maximal mögliche Einspritzdauer timxth, wird in einem Block 64 die Soll-Luftfüllung rlsol gleich einer Soll-Luftfüllung rlmaxti gesetzt. Bei der Luftfüllung rlmaxti handelt es sich um eine solche Luftfüllung, welche bei der maximal möglichen Einspritzdauer des Einspritzventils 32 ein Soll- Gemisch im Brennraum 12 ergibt (bei einer gewünschten Anfettung aus den besagten thermischen Gründen also beispielsweise ein fettes Gemisch). Der entsprechende Wert wird im Block 65 bestimmt. Ausgehend von dem Sollwert rlsol für die Luftfüllung wird im Block 66 eine Winkelstellung wdk der Drosselklappe 28 festgelegt (oder alternativ oder zusätzlich über das waste-gate 25 ein entsprechender Ladedruck eingestellt). Ein entsprechendes Signal wird an den Stellmotor 30 abgegeben. Das Verfahren endet in einem Endblock 68.

Wird im Block 62 festgestellt, dass die Differenz dtimx gleich oder kleiner Null ist, wird in einem Block 70 die Luftfüllung in üblicher Weise abhängig von den Parametern x, y festgelegt. Bei den Parametern x, y kann es sich z. B. um das geforderte Drehmoment, einen Umgebungsdruck usw. handeln.

Mit dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren wird also in dem Fall, dass die geforderte Einspritzdauer ti die maximal mögliche Einspritzdauer timxth übersteigt, die Luftfüllung und somit die Leistung der Brennkraftmaschine 10 so begrenzt, dass in jedem Fall ein stöchiometrisches Gemisch im Brennraum 12 vorliegt. Die Begrenzung der Luftfüllung rl kann auch dadurch erfolgen, dass das waste-gate 25 geöffnet und hierdurch die waste-gate-Leitung 23 freigegeben wird. Hierdurch wird der Ladedruck im Ansaugrohr 14 reduziert, was ebenfalls eine verringerte Luftfüllung im Brennraum 12 zur Folge hat. Ferner kann anstelle eines Vergleichs im Block 62 die Differenz zwischen geforderter Einspritzdauer ti und maximal möglicher Einspritzdauer timxth auch in eine Kennlinie eingespeist werden, welche einen entsprechenden Luftfüllungswert ausgibt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die Luftfüllung rl begrenzt. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Soll-Drehmoment mitibgr der Brennkraftmaschine 10 reduziert wird. Dies geschieht folgendermaßen (Blöcke und Elemente, welche äquivalente Funktionen zu entsprechenden Blöcken des vorhergehenden Ausführungsbeispiels aufweisen, tragen die gleichen Bezugszeichen):
Die hier betrachtete Brennkraftmaschine 10 weist zwei Bänke mit Einspritzventilen auf. Die entsprechenden Soll- Einspritzdauern heißen insoweit ti_b1 und ti_b2 (Blöcke 52a und 52b). Im Block 72 wird der Maximalwert aus den beiden Soll-Einspritzdauern ti_b1 und ti_b2 gebildet. Gleichzeitig wird aus einem Faktor F, der vorliegend den Wert 120 000 hat (Block 56), durch eine Division mit der Motordrehzahl nmot im Block 54 die maximal mögliche Einspritzdauer timxth bestimmt. Im Block 60 erfolgt eine Differenzbildung aus den Werten timx und timxth. Dieser Teil des Verfahrens ist noch im Wesentlichen identisch zu dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren.

Diese Differenz wird im Block 74 mit einem Proportionalitätsfaktor PVMITIBGR multipliziert. Das Ergebnis ist ein Proportionalitätsanteil mitibgrp eines P-Reglers. Im Block 76 wird die Differenz dtimx auch in einen Integrator eingespeist, der einen integral wirkenden Anteil mitibgri eines I-Reglers ausgibt. Der Integrator im Block 76 wird durch ein Fahrer-Wunschmoment mifab (Block 78) initialisiert. Die Blöcke 76 und 74 bilden insgesamt einen PI-Regler, der einen Proportionalanteil mitibgrp und einen integralen Anteil mitibgri eines Soll-Drehmoments mitibgr aufweist.

Der Regler wird allerdings nur aktiviert, wenn die geforderte Einspritzdauer timx die drehzahlabhängige maximal mögliche Einspritzdauer timxth überschreitet (ggf. kann die Aktivierung auch schon früher erfolgen, um einen Sicherheitsabstand zur maximal möglichen Einspritzdauer einzuhalten). Dies wird durch den Vergleichsblock 80 festgestellt, durch den im Block 82 ein Bit B_enimiti gesetzt wird. Die entsprechende ansteigende Signalflanke wird dabei im Block 84 erkannt. Das Bit B_enimiti wirkt auch auf einen Schalter 86, der entweder die im Block 88 gebildete Summe aus dem Proportionalanteil mitibgrp und dem Integralanteil mitibgri des PI-Reglers oder einen Festwert von 100% (Block 90) als Soll-Drehmoment mitibgr im Block 92 ausgibt. Die Deaktivierung des PI-Reglers erfolgt dann, wenn die geforderte Einspritzdauer timx wieder kleiner als die theoretisch mögliche Einspritzdauer timxth wird und wenn das Soll-Drehmoment mitibgr größer als das Fahrerwunsch-Drehmoment mifab ist (Block 94).

Bei dem in Fig. 3 angegebenen Verfahren wird also ein PI-Regler aktiviert, sobald eine längere Einspritzdauer als möglich angefordert wird. Der PI-Regler gibt in diesem Falle ein reduziertes Soll-Drehmoment mitibgr auf, welches bei feststehendem Zündwinkel eine geringere Luftfüllung zur Folge hat, wobei aufgrund der Charakteristiken des Pi-Reglers die Reduzierung relativ sanft erfolgt. Das reduzierte Soll-Drehmoment mitibgr hat dabei in jedem Falle einen Wert, der bei der maximal möglichen Einspritzdauer des Einspritzventils 32 ein gewünschtes Luft- Kraftstoffgemisch im Brennraum 12 garantiert. Dieses kann, stöchiometrisch oder, falls erforderlich, auch beispielsweise angefettet sein.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass anstelle eines reduzierten Soll-Drehmoments mitibgr von dem PI- Regler auch ein erhöhter Soll-Kraftstoffdruck ausgegeben werden kann. Von dem Steuer- und Regelgerät 40 in Fig. 1 würden dann entsprechende Signale an die Kraftstoffpump- und Druckregeleinheit 36 ausgegeben werden. In diesem Falle stünde die maximale Motorleistung zur Verfügung. Allerdings müssen in diesem Falle das Kraftstoffsystem und das Einspritzventil auf entsprechend hohe Drücke ausgelegt werden, auch wenn diese nur kurzzeitig auftreten.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird das oben beschrieben Verfahren bei einer Brennkraftmaschine mit Benzin-Direkteinspritzung eingesetzt. Dort entspricht die maximal mögliche Einspritzdauer allerdings nicht dem "Dauerstrich", bei dem das Einspritzventil ständig geöffnet ist, sondern einem durch den Motortakt vorgegebenen Einspritzfenster. Ferner kann das Verfahren gleichermaßen bei Benzin- und Diesel-Brennkraftmschinen eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), bei dem der Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil (32) zugeführt und die eingespritzte Kraftstoffmenge durch die Einspritzdauer beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass erfasst wird, wenn eine geforderte Einspritzdauer (ti) des Einspritzventils (32) größer als eine maximal mögliche Einspritzdauer (timxth) ist, und in diesem Fall ein Eingriff (64; 74, 76) erfolgt, durch den eine Soll-Gemischzusammensetzung hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff (64) die Begrenzung einer Luftfüllung (rl) eines Brennraums (12) umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff (64) die Verstellung des Winkels (wdk) einer Drosselklappe (28) umfasst.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff die Absenkung eines Ladedrucks und/oder Saugrohrdrucks umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff mittels einer Kennlinie erfolgt, deren Eingangsgröße die Differenz zwischen geforderter und maximal möglicher Einspritzdauer ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff (74, 76) eine Reduzierung eines Soll-Drehmoments (mitibgr) umfasst.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff mittels eines Reglers, insbesondere eines PI-Reglers (74, 76), erfolgt, dessen Stellgröße die Differenz (dtimx) zwischen geforderter (timx) und maximal möglicher Einspritzdauer (timxth) ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks umfasst.

9. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.

10. Computerprogramm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

11. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (40) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Einspritzventil (32) zur Zufuhr von Kraftstoff, welche einen Sollwert (ti) für die Einspritzdauer des Einspritzventils abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel umfasst, welche erfassen, wenn die Soll- Einspritzdauer (ti) größer als eine maximal mögliche Einspritzdauer (timxth) ist, und dass sie Mittel (64; 74, 76) umfasst, welche in diesem Fall so eingreifen, dass eine Soll-Gemischzusammensetzung hergestellt wird.