DE10052344A1 - Method for starting an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die mit einem Steuergerät versehen ist. Beim Starten der Brennkraftmaschine wird ein Druck auf den Kraftstoff ausgeübt. Der Kraftstoff wird in einem Schichtbetrieb während einer Verdichtungsphase oder in einem Homogenbetrieb während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum eingespritzt. Durch das Steuergerät wird der am Ende oder nach einer Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck (p¶13danach¶) ermittelt. Durch das Steuergerät wird in Abhängigkeit von diesem Druck (p¶13danach¶) der Schichtbetrieb ausgeschlossen oder zugelassen.An internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, is described, which is provided with a control unit. When the internal combustion engine is started, pressure is exerted on the fuel. The fuel is injected directly into a combustion chamber in a stratified operation during a compression phase or in a homogeneous operation during an intake phase. The control unit determines the pressure acting on the fuel at the end or after an injection (p¶13danach¶). Depending on this pressure (p¶13danach¶), the control unit excludes or allows shift operation.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Druck auf den Kraftstoff ausgeübt wird, und bei dem der Kraftstoff in einem Schichtbetrieb während einer Verdichtungsphase oder in einem Homogenbetrieb während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum eingespritzt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine entsprechende Brennkraftmaschine, ein entsprechendes Steuergerät sowie ein eintsprechendes Computerprogramm für eine derartige Brennkraftmaschine.The invention is based on a method for starting an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, at which pressure is exerted on the fuel, and at which is the fuel in a shift operation during a Compression phase or in a homogeneous operation during injected directly into a combustion chamber during an intake phase becomes. The invention also relates to a corresponding one Internal combustion engine, a corresponding control unit as well an appropriate computer program for such Internal combustion engine.
Ein derartiges Verfahren, eine derartige Brennkraftmaschine, ein derartiges Steuergerät sowie ein derartiges Computerprogramm sind beispielsweise von einer sogenannten Benzin-Direkteinspritzung bekannt. Dort wird der Kraftstoff über Einspritzventile während der Ansaugphase oder während der Verdichtungsphase direkt in den Brennraum eingespritzt und dort verbrannt. Für die Einspritzung wird der Kraftstoff in einem vorgelagerten Kraftstoffspeicher mit einem Druck beaufschlagt. Dies stellt denjenigen Druck dar, der auf den Kraftstoff einwirkt, und mit dem der Kraftstoff damit über die Einspritzventile in die Brennräume eingespritzt wird. Such a method, such Internal combustion engine, such a control unit and a such a computer program are, for example, from a known as gasoline direct injection. There will the fuel through injectors during the Intake phase or directly in during the compression phase injected the combustion chamber and burned there. For the The fuel is pre-injected Fuel accumulator pressurized. This represents the pressure on the fuel acts, and with which the fuel with it over the Injectors are injected into the combustion chambers.
Beim Starten der Brennkraftmaschine muß insbesondere bei nicht-betriebswarmer Brennkraftmaschine eine erhöhte Kraftstoffmenge in den Brennraum eingespritzt werden. Dies hat zur Folge, daß sich der Druck in dem Kraftstoffspeicher wesentlich vermindern kann. Dieser Druckeinbruch wird noch dadurch verstärkt, daß beim Starten der Brennkraftmaschine der Druck im Kraftstoffspeicher gegebenenfalls noch nicht ausreichend vorhanden ist und auch nicht so schnell aufgebaut und aufrecht erhalten werden kann.When starting the internal combustion engine must in particular non-warm internal combustion engine an increased Amount of fuel is injected into the combustion chamber. This has the consequence that the pressure in the fuel accumulator can significantly reduce. This drop in pressure is still going on reinforced by the fact that when starting the internal combustion engine the pressure in the fuel accumulator may not yet be is sufficiently available and not so quickly can be built and maintained.
Für den Betrieb der Brennkraftmaschine im Schichtbetrieb ist ein bestimmter, auf den Kraftstoff einwirkender Druck erforderlich. Dies ergibt sich daraus, daß in der Verdichtungsphase, während der im Schichtbetrieb der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird, im Brennraum der Kompressionsdruck stark ansteigt. Wird nun der Kompressionsdruck während der Einspritzung größer als der auf den Kraftstoff einwirkende Druck, so hat dies die unerwünschte Folge, daß der einzuspritzende Kraftstoff in den Druckspeicher zurückgeblasen wird.For the operation of the internal combustion engine in shift operation is a certain pressure acting on the fuel required. This results from the fact that in the Compression phase during the shift operation of the Fuel is injected into the combustion chamber in the combustion chamber the compression pressure rises sharply. Now the Compression pressure greater than that during injection pressure acting on the fuel, this has the undesirable consequence that the fuel to be injected into the pressure accumulator is blown back.
Aufgrund des beschriebenen Druckeinbruchs beim Starten der Brennkraftmaschine kann ein derartiges Zurückblasen gerade beim Startvorgang besonders schnell auftreten.Due to the described drop in pressure when starting the Internal combustion engine can just blow back like this occur particularly quickly when starting.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem ein Zurückblasen von Kraftstoff in den Druckspeicher sicher vermieden wird.The object of the invention is a method for starting to create an internal combustion engine with which a Blow fuel back into the accumulator safely is avoided.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der am Ende oder nach einer Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck ermittelt wird, und daß in Abhängigkeit von diesem Druck der Schichtbetrieb ausgeschlossen oder zugelassen wird. Bei einer Brennkraftmaschine, einem Steuergerät und einem Computerprogramm der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend gelöst.This task is initiated in a procedure mentioned type according to the invention solved in that the End or after an injection on the fuel acting pressure is determined, and that depending from this pressure the shift operation excluded or is allowed. In an internal combustion engine, one Control unit and a computer program of the beginning mentioned type, the task according to the invention solved.
Es wird also gezielt der auf den Kraftstoff einwirkende Druck berechnet, der am Ende oder nach einer Einspritzung noch vorhanden ist. Diese Berechnung wird für jede einzelne Einspritzung individuell durchgeführt. In Abhängigkeit von diesem ermittelten Druck wird dann entschieden, ob das Risiko eines Zurückblasens von Kraftstoff vorhanden ist, und ob deshalb der Schichtbetrieb ausgeschlossen werden muß oder zugelassen werden kann.It is therefore the one that acts on the fuel Pressure calculated at the end or after an injection is still there. This calculation is for each one Injection carried out individually. In dependence of this determined pressure, it is then decided whether that There is a risk of fuel blowing back, and whether shift operation must therefore be excluded or can be approved.
Auf diese Weise wird für jede einzelne Einspritzung gewährleistet, daß danach nur dann in den Schichtbetrieb umgeschaltet werden kann, wenn der auf den Kraftstoff einwirkende Druck groß genug ist. Ist dies nicht der Fall, wird ein Umschalten in den Schichtbetrieb ausgeschlossen oder wird ein vorhandener Schichtbetrieb abgeschaltet.This way, for every single injection ensures that only then in shift operation can be switched when on the fuel pressure is large enough. This is not the case, switching to shift operation is excluded or an existing shift operation is switched off.
Ein unerwünschtes Zurückblasen von Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher wird damit sicher verhindert.An undesirable blow back of fuel in the Fuel storage is thus reliably prevented.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus dem vor oder am Anfang der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkenden Druck eine vor der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandene Kraftstoffmasse ermittelt. Dies wird auf der Grundlage einer Gleichung durchgeführt, die die Kompressibilität des Kraftstoffs berücksichtigt.In an advantageous embodiment of the invention from the before or at the beginning of the injection to the Fuel acting pressure in before injection existing fuel mass in the fuel accumulator determined. This is based on an equation performed the compressibility of the fuel considered.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus der vor der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandenen Kraftstoffmasse und aus der einzuspritzenden Kraftstoffmasse eine nach der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandene Kraftstoffmasse ermittelt. Dies wird mittels einer Differenzbildung durchgeführt.In a further advantageous embodiment of the Invention is derived from the pre-injection in the Fuel storage existing fuel mass and from the Fuel mass to be injected after injection Mass of fuel present in the fuel accumulator determined. This is done by means of a difference carried out.
Danach wird aus der nach der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandenen Kraftstoffmasse der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck ermittelt. Dies wird wiederum mit Hilfe der vorgenannten Gleichung durchgeführt.After that, after the injection in the Fuel storage existing fuel mass at the end or after the injection on the fuel Pressure determined. This is again done with the help of the aforementioned equation.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck mit einem Schwellwertdruck verglichen wird. Der Schwellwertdruck entspricht dabei etwa demjenigen Druck, der erforderlich ist, damit der Schichtbetrieb durchgeführt werden kann.It is particularly advantageous if the end or after the pressure acting on the fuel a threshold pressure is compared. The Threshold pressure corresponds approximately to that pressure which is necessary for the shift operation to be carried out can be.
Danach wird der Schichtbetrieb ausgeschlossen, wenn der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck kleiner ist als der Schwellwertdruck.Thereafter, shift operation is excluded if the on End or after fuel injection acting pressure is less than the threshold pressure.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Computerprogramms, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei ist das Computerprogramm insbesondere auf einem Mikroprozessor ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. In diesem Fall wird also die Erfindung durch das Computerprogramm realisiert, so daß dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Das Computerprogramm kann auf einem elektrischen Speichermedium abgespeichert sein, beispielsweise auf einem Flash-Memory oder einem Read-Only-Memory. The realization of the inventive method in the form of a Computer program for a control unit Internal combustion engine, in particular a motor vehicle, is provided. The computer program is special executable on a microprocessor and for executing the method according to the invention suitable. In this case that is, the invention is implemented by the computer program, so that this computer program in the same way the Invention represents how the method for carrying it out the computer program is suitable. The computer program can be stored on an electrical storage medium be, for example on a flash memory or Read-only memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, applications and advantages of the Invention result from the following description of embodiments of the invention shown in the figures the drawing are shown. Thereby everyone described or illustrated features for themselves or in any combination the subject of the invention, regardless of their summary in the Patent claims or their relationship and independently from their formulation or representation in the description or in the drawing.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, und Fig. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of an internal combustion engine according to the invention, and
Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten der Brennkraftmaschine der Fig. 1. FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention for starting the internal combustion engine of FIG. 1.
In der Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein Einlaßventil 5 und ein Auslaßventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlaßventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslaßventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is shown a motor vehicle, in which a piston 2 reciprocating in a cylinder 3 and is movable. The cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4 which is delimited inter alia by the piston 2 , an inlet valve 5 and an outlet valve 6 . An intake pipe 7 is coupled to the inlet valve 5 and an exhaust pipe 8 is coupled to the exhaust valve 6 .
Im Bereich des Einlaßventils 5 und des Auslaßventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.In the area of the intake valve 5 and the exhaust valve 6, an injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4 . Fuel can be injected into the combustion chamber 4 via the injection valve 9 . The fuel in the combustion chamber 4 can be ignited with the spark plug 10 .
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient.In the intake pipe 7 , a rotatable throttle valve 11 is accommodated, via which air can be fed to the intake pipe 7 . The amount of air supplied is dependent on the angular position of the throttle valve 11 . A catalytic converter 12 is accommodated in the exhaust pipe 8 and serves to clean the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel.
Das Einspritzventil 9 ist Über eine Druckleitung mit einem Kraftstoffspeicher 13 verbunden. In entsprechender Weise sind auch die Einspritzventile der anderen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit dem Kraftstoffspeicher 13 verbunden. Der Kraftstoffspeicher 13 wird über eine Zuführleitung mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine elektrische und/oder mechanische Kraftstoffpumpe vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwünschten Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 aufzubauen.The injection valve 9 is connected to a fuel accumulator 13 via a pressure line. In a corresponding manner, the injection valves of the other cylinders of the internal combustion engine 1 are also connected to the fuel accumulator 13 . The fuel accumulator 13 is supplied with fuel via a supply line. For this purpose, an electrical and / or mechanical fuel pump is provided which is suitable for building up the desired pressure in the fuel accumulator 13 .
Weiterhin ist an dem Kraftstoffspeicher 13 ein Drucksensor 14 angeordnet, mit dem der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 meßbar ist. Bei diesem Druck handelt es sich um denjenigen Druck, der auf den Kraftstoff ausgeübt wird, und mit dem deshalb der Kraftstoff über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 3 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.Furthermore, a pressure sensor 14 is located at the fuel storage 13 with which the pressure in the fuel accumulator 13 is measured. This pressure is the pressure which is exerted on the fuel and with which the fuel is therefore injected into the combustion chamber 3 of the internal combustion engine 1 via the injection valve 9 .
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 gefördert. Dieser Kraftstoff wird über die Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in die zugehörigen Brennräume 4 eingespritzt. Mit Hilfe der Zündkerzen 10 werden Verbrennungen in den Brennräumen 3 erzeugt, durch die die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden. Diese Bewegungen werden auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen und üben auf diese ein Drehmoment aus.When the internal combustion engine 1 is operating, fuel is delivered into the fuel accumulator 13 . This fuel is injected into the associated combustion chambers 4 via the injection valves 9 of the individual cylinders 3 . With the help of the spark plugs 10 , burns are generated in the combustion chambers 3 , by means of which the pistons 2 are made to move back and forth. These movements are transmitted to a crankshaft (not shown) and exert a torque on it.
Ein Steuergerät 15 ist von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Drucksensor 14, einem Luftmassensensor, einem Lambda-Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des weiteren ist das Steuergerät 15 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 15 erzeugt Ausgangssignale 17, mit denen über Aktoren bzw. Stellern das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflußt werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drosselklappe 11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.A control unit 15 is acted upon by input signals 16 , which represent operating variables of the internal combustion engine 1 measured by means of sensors. For example, the control unit 15 is connected to the pressure sensor 14 , an air mass sensor, a lambda sensor, a speed sensor and the like. Furthermore, the control unit 15 is connected to an accelerator pedal sensor which generates a signal which indicates the position of an accelerator pedal which can be actuated by a driver and thus the requested torque. The control unit 15 generates output signals 17 with which the behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced via actuators or actuators. For example, the control unit 15 is connected to the injection valve 9 , the spark plug 10 and the throttle valve 11 and the like and generates the signals required to control them.
Unter anderem ist das Steuergerät 15 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 15 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 15 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Flash-Memory ein Computerprogramm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.Among other things, the control device 15 is provided to control and / or regulate the operating variables of the internal combustion engine 1 . For example, the fuel mass injected into the combustion chamber 4 by the injection valve 9 is controlled and / or regulated by the control unit 15, in particular with regard to low fuel consumption and / or low pollutant development. For this purpose, the control unit 15 is provided with a microprocessor, which has stored a computer program in a storage medium, in particular in a flash memory, which is suitable for carrying out the control and / or regulation mentioned.
Die Brennkraftmaschine 1 der Fig. 1 kann in einer Mehrzahl von Betriebsarten betrieben werden. So ist es möglich, die Brennkraftmaschine 1 in einem Homogenbetrieb, einem Schichtbetrieb, einem homogenen Magerbetrieb, einem Betrieb mit Doppeleinspritzung und dergleichen zu betreiben.The internal combustion engine 1 of FIG. 1 can be operated in a plurality of operating modes. It is thus possible to operate the internal combustion engine 1 in a homogeneous operation, a stratified operation, a homogeneous lean operation, an operation with double injection and the like.
Im Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der Ansaugphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Der Kraftstoff wird dadurch bis zur Zündung noch weitgehend verwirbelt, so daß im Brennraum 4 ein im wesentlichen homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht. Das zu erzeugende Moment wird dabei im wesentlichen über die Stellung der Drosselklappe 11 von dem Steuergerät 15 eingestellt. Im Homogenbetrieb werden die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 derart gesteuert und/oder geregelt, daß Lambda gleich oder zumindest ungefähr gleich Eins ist. Der Homogenbetrieb wird insbesondere bei Vollast angewendet.In homogeneous operation, the fuel is injected from the injection valve 9 directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 during the intake phase. As a result, the fuel is still largely swirled up to the ignition, so that an essentially homogeneous fuel / air mixture is formed in the combustion chamber 4 . The torque to be generated is essentially set by the control unit 15 via the position of the throttle valve 11 . In homogeneous operation, the operating variables of internal combustion engine 1 are controlled and / or regulated in such a way that lambda is equal to or at least approximately equal to one. Homogeneous operation is used particularly at full load.
Der homogene Magerbetrieb entspricht weitgehend dem Homogenbetrieb, es wird jedoch das Lambda auf einen Wert größer Eins eingestellt.The homogeneous lean operation largely corresponds to that Homogeneous operation, however, the lambda becomes one value set greater than one.
Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der Verdichtungsphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Damit ist bei der Zündung durch die Zündkerze 10 kein homogenes Gemisch im Brennraum 4 vorhanden, sondern eine Kraftstoffschichtung. Die Drosselklappe 11 kann, abgesehen von Anforderungen z. B. der Abgasrückführung und/oder der Tankentlüftung, vollständig geöffnet und die Brennkraftmaschine 1 damit entdrosselt betrieben werden. Das zu erzeugende Moment wird im Schichtbetrieb weitgehend über die Kraftstoffmasse eingestellt. Mit dem Schichtbetrieb kann die Brennkraftmaschine 1 insbesondere im Leerlauf und bei Teillast betrieben werden.In stratified operation, the fuel is injected from the injection valve 9 directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 during the compression phase. Thus, when the spark plug 10 is ignited, there is no homogeneous mixture in the combustion chamber 4 , but rather a fuel stratification. The throttle valve 11 can, apart from requirements such. B. the exhaust gas recirculation and / or the tank ventilation, fully opened and the engine 1 can be operated dethrottled. The torque to be generated is largely set via the fuel mass in shift operation. With stratified operation, the internal combustion engine 1 can be operated, in particular, when idling and at partial load.
Zwischen den genannten Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 kann hin- und her- bzw. umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden von dem Steuergerät 15 durchgeführt.It is possible to switch back and forth or toggle between the aforementioned operating modes of the internal combustion engine 1 . Such switching operations are carried out by the control unit 15 .
Wird die Brennkraftmaschine 1 nach einem längeren Stillstand gestartet, so wird insbesondere bei tiefen Temperaturen die in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse wesentlich erhöht. Auf diese Weise wird nicht nur ein zündfähiges Luft/Kraftstoff-Gemisch im Brennraum 4 zur Verfügung gestellt, sondern es werden auch diejenigen Verluste an Kraftstoff ausgeglichen, die durch die Eintragung von Kraftstoff in das Motoröl und/oder durch den Aufbau eines Wandfilms aus Kraftstoff im Brennraum 4 entstehen.If the internal combustion engine 1 is started after a long standstill, the fuel mass injected into the combustion chamber 4 is significantly increased, particularly at low temperatures. In this way, not only is an ignitable air / fuel mixture made available in the combustion chamber 4 , but also those losses in fuel are compensated for by the introduction of fuel into the engine oil and / or by building a wall film of fuel in the Combustion chamber 4 arise.
Die während des Startens erforderliche große, einzuspritzende Kraftstoffmasse hat zur Folge, daß der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 während der Einspritzdauer stark vermindert wird. Dies wird dadurch noch verstärkt, daß beim Starten der Brennkraftmaschine 1 die elektrische und/oder die mechanische Kraftstoffpumpe noch nicht in der Lage ist, schnell genug den erforderlichen Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 zu erzeugen und aufrecht zu erhalten.The large fuel mass to be injected during starting has the consequence that the pressure in the fuel accumulator 13 is greatly reduced during the injection period. This is reinforced by the fact that when the internal combustion engine 1 is started, the electric and / or the mechanical fuel pump is not yet able to generate and maintain the required pressure in the fuel accumulator 13 quickly enough.
Sinkt der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 ab, so besteht im Schichtbetrieb die Gefahr, daß während einer Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 der Kompressionsdruck in diesem Brennraum 4 größer wird als der eingebrochene Druck in dem Kraftstoffspeicher 13. Dies hätte dann die unerwünschte Folge, daß der einzuspritzende Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 zurückgeblasen wird.If the pressure in the fuel accumulator 13 drops, there is a risk in stratified operation that during an injection of fuel into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1, the compression pressure in this combustion chamber 4 becomes greater than the collapsed pressure in the fuel accumulator 13 . This would then have the undesirable consequence that the fuel to be injected is blown back into the fuel accumulator 13 .
In der Fig. 2 ist ein Verfahren dargestellt, mit dem von dem Steuergerät 15 derjenige Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 ermittelt wird, der dort nach einer Einspritzung noch vorhanden ist. Mit Hilfe dieses Drucks wird dann entschieden, ob die Brennkraftmaschine 1 im Schichtbetrieb betrieben werden kann oder nicht. Dieses Verfahren ist dabei besonders für den Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 geeignet, kann aber auch während des sonstigen Betriebs derselben zur Anwendung kommen. FIG. 2 shows a method by which the control unit 15 determines the pressure in the fuel accumulator 13 that is still present there after an injection. This pressure is then used to decide whether the internal combustion engine 1 can be operated in stratified mode or not. This method is particularly suitable for the starting process of the internal combustion engine 1 , but can also be used during the other operation of the same.
In einem Schritt 20 wird mit Hilfe des Drucksensors 14 der Druck im Kraftstoffspeicher 13 gemessen. Diese Messung erfolgt dabei möglichst unmittelbar vor oder unmittelbar am Anfang der nächsten Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 4.In a step 20 , the pressure in the fuel accumulator 13 is measured using the pressure sensor 14 . This measurement is carried out as immediately as possible before or immediately at the beginning of the next injection of fuel into combustion chamber 4 .
In einem Schritt 21 wird mit Hilfe der Gleichung
In step 21 , using the equation
p13 = p0 + EKr × (1 - ρKr × (V13/mKr13)) (1)
p 13 = p 0 + E Kr × (1 - ρ Kr × (V 13 / m Kr13 )) (1)
mit p13 = Druck im Kraftstoffspeicher 13
p0 = Umgebungsdruck
EKr = Elastizitätsmodul des Kraftstoffs
ρKr = Dichte des Kraftstoffs
V13 = Volumen des Kraftstoffspeichers 13
mKr13 = Kraftstoffmasse im Kraftstoffspeicher 13
aus dem gemessenen Druck im Kraftstoffspeicher 13 auf die
in demselben vorhandene Kraftstoffmasse mKr13 geschlossen.
Hierzu wird der von dem Drucksensor 14 gemessene Druck als
Druck p13 eingesetzt, um dann die Gleichung nach der
Kraftstoffmasse mKr13 aufzulösen. Der Umgebungsdruck, das
Elastizitätsmodul des Kraftstoffs, die Dichte des
Kraftstoffs und das Volumen des Kraftstoffspeichers 13 sind
dabei bekannt oder können anderweitig gemessen oder
berechnet werden.with p 13 = pressure in the fuel accumulator 13
p0 = ambient pressure
E Kr = modulus of elasticity of the fuel
ρ Kr = density of the fuel
V 13 = volume of the fuel accumulator 13
m Kr13 = fuel mass in the fuel accumulator 13
from the measured pressure in the fuel accumulator 13 , the fuel mass m Kr13 present in the same. For this purpose, the pressure measured by pressure sensor 14 is used as pressure p 13 in order to then solve the equation according to fuel mass m Kr13 . The ambient pressure, the elastic modulus of the fuel, the density of the fuel and the volume of the fuel accumulator 13 are known or can be measured or calculated in some other way.
In einem Schritt 22 wird - wie bereits erläutert wurde - aus den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 von dem Steuergerät 15 die einzuspritzende Kraftstoffmasse mKr berechnet. Bei den Betriebsgrößen kann es sich um die Motortemperatur, die Umgebungstemperatur und dergleichen handeln. In a step 22 , the control unit 15 calculates the fuel mass m Kr to be injected from the operating variables of the internal combustion engine 1 , as has already been explained. The operating variables can be the engine temperature, the ambient temperature and the like.
In einem Schritt 23 wird diejenige Kraftstoffmasse mKr13danach
berechnet, die nach der Einspritzung der Kraftstoffmasse
mKr noch in dem Kraftstoffspeicher 13 vorhanden ist. Diese
Berechnung erfolgt nach der Gleichung
In a step 23 that fuel mass is m Kr13danach calculated, the m after the injection of the fuel mass Kr is still present in the fuel accumulator. 13 This calculation is done according to the equation
mKr13danach = mKr13 - mKr (2)m Kr13 after = m Kr13 - m Kr (2)
Mit Hilfe der Gleichung (1) wird nunmehr in einem Schritt 24 der Druck p13danach in dem Kraftstoffspeicher 13 unmittelbar am Ende oder unmittelbar nach der Einspritzung der Kraftstoffmasse mKr in den Brennraum 4 ermittelt. Dabei wird als Masse im Kraftstoffspeicher 13 nicht mehr die vor der Einspritzung vorhandene Kraftstoffmasse mKr13, sondern die nach der Einspritzung vorhandene Kraftstoffmasse mKr13danach verwendet. Die anderen Größen, also der Umgebungsdruck, das Elastizitätsmodul, udgl., sind wiederum entweder bekannt oder können anderweitig gemessen oder berechnet werden.With the aid of equation (1), the pressure p 13 in the fuel reservoir 13 is then determined in a step 24 immediately after the end or immediately after the injection of the fuel mass m Kr into the combustion chamber 4 . In this case, the mass in the fuel accumulator 13 is no longer the fuel mass m Kr13 present before the injection, but rather the fuel mass m Kr13 present after the injection. The other variables, that is to say the ambient pressure, the modulus of elasticity, etc., are either either known or can be measured or calculated in some other way.
In einem Schritt 25 wird der Druck p13danach in dem Kraftstoffspeicher 13 am Ende bzw. nach der Einspritzung mit einem Schwellwertdruck pSchwelle verglichen. Der Schwellwertdruck pSchwelle entspricht dabei etwa demjenigen Druck, der erforderlich ist, daß der Schichtbetrieb durchgeführt wird, ohne daß dabei das Risiko eines Zurückblasens von Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 vorhanden ist.In a step 25 , the pressure p 13 is then compared in the fuel accumulator 13 at the end or after the injection with a threshold value pressure p threshold . The threshold value pressure p threshold corresponds approximately to the pressure which is required for the stratified operation to be carried out without the risk of fuel being blown back into the fuel accumulator 13 .
Ist der Druck p13danach größer als der Schwellwertdruck pSchwelle, so bedeutet dies, daß noch genügend Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 vorhanden ist, um die Brennkraftmaschine 1 im Schichtbetrieb zu betreiben. In diesem Fall wird deshalb in einem Schritt 26 der Schichtbetrieb zugelassen.If the pressure p 13 thereafter is greater than the threshold pressure p threshold , this means that there is still enough pressure in the fuel accumulator 13 to operate the internal combustion engine 1 in stratified mode . In this case, shift operation is therefore permitted in step 26 .
Ist der Druck p13danach jedoch kleiner als der Schwellwertdruck pSchwelle, so bedeutet dies, daß der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 nicht mehr ausreicht, um die Brennkraftmaschine 1 im Schichtbetrieb zu betreiben. Insbesondere besteht in diesem Fall die Gefahr, daß aufgrund des größeren Kompressionsdrucks im Brennraum 4 der einzuspritzende Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 zurückgeblasen wird. Dies wird dadurch verhindert, daß in diesem Fall in einem Schritt 27 der Schichtbetrieb ausgeschlossen wird.However, if the pressure p 13 thereafter is less than the threshold pressure p threshold , this means that the pressure in the fuel accumulator 13 is no longer sufficient to operate the internal combustion engine 1 in stratified mode . In this case, in particular, there is the risk that the fuel to be injected is blown back into the fuel accumulator 13 due to the greater compression pressure in the combustion chamber 4 . This is prevented by excluding shift operation in a step 27 in this case.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren basiert die Entscheidung der Schritte 25, 26, 27 auf einer einzigen Einspritzung. Alternativ ist es möglich, dieses Verfahren auf mehrere Einspritzungen auszudehnen. Hierzu wird wie in der Fig. 2 vorgegangen, jedoch werden nach dem Schritt 24 die Schritte 21 bis 24 wiederholt. Diese Wiederholung bezieht sich dann auf die nächste Einspritzung. Mittels vier derartiger Wiederholungen können beispielsweise vier Arbeitsspiele eines bestimmten Zylinders im Voraus berechnet werden. Das Ergebnis ist dann der Druck im Kraftstoffspeicher nach diesen vier Arbeitsspielen. Mit diesem Druck kann dann die Entscheidungsfindung der Schritte 25, 26, 27 durchgeführt werden.In the method described above, the decision of steps 25 , 26 , 27 is based on a single injection. Alternatively, it is possible to extend this method to several injections. For this, the procedure is as in FIG. 2, but steps 21 to 24 are repeated after step 24 . This repetition then relates to the next injection. By means of four such repetitions, for example, four work cycles of a specific cylinder can be calculated in advance. The result is the pressure in the fuel accumulator after these four work cycles. With this pressure, the decision-making of steps 25 , 26 , 27 can then be carried out.
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