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Die
Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Es
ist bereits bekannt, dass die für
eine Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine
zur Verfügung
stehende Zeit begrenzt ist. Bei Systemen mit einer Einspritzung
vor die Einlassventile des Brennraums muss die gesamte Einspritzung
zu Ende sein, bevor das entsprechende Einlassventil schließt. Danach
kann die Einspritzung für
das nächste
Ansaugen des Zylinders beginnen. Bei Benzindirekteinspritzung beginnt
die Einspritzung nach dem Schließen des Einlassventils, muss
aber vor der Zündung
zu Ende sein. Die maximale Einspritzdauer verkürzt sich mit steigender Motordrehzahl.
Einspritzventile werden daher so ausgelegt, dass sie bei der Höchstdrehzahl
und Volllast der Brennkraftmaschine die erforderliche Einspritzmenge
noch absetzen können.
Sie werden dabei knapp ausgelegt, damit auch bei Leerlaufdrehzahl
ohne Last noch genau genug Kraftstoff zugemessen werden kann. Insbesondere
bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren kann es erforderlich sein,
aus Bauteilschutzgründen
bei hoher Motordrehzahl und hoher Last das Luft-/Kraftstoffgemisch
noch anfetten zu müssen.
Bei der beschriebenen knappen Auslegung der Einspritzventile reicht
dann die zur Verfügung
stehende Zeit nicht aus, die erhöhte
Einspritzmenge für die
Anfettung abzusetzen. Es sind deshalb Verfahren bekannt, bei denen
durch sprungförmiges
Schließen der
Drosselklappe oder durch sprungförmiges
Absenken des Ladedruckes bei aufgeladenen Motoren die Füllung des
Brennraums um einen bestimmten Betrag abgesenkt wird. Würde diese
Absenkung nicht durchgeführt,
so könnte
die für
das Anfetten notwendige Zusatzmenge nicht abgespritzt werden und
der Bauteilschutz wäre
wirkungslos.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkaftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben
demgegenüber
den Vorteil, dass eine maximal mögliche
Einspritzdauer für
einen Einspritzvorgang des mindestens einen Einspritzventils ermittelt
wird und dass in Abhängigkeit
der maximal möglichen
Einspritzdauer eine die Leistung der Brennkraftmaschine charakterisierende
Größe durch entsprechende
Einstellung des mindestens einen Stellgliedes begrenzt wird. Auf
diese Weise wird eine Einhaltung der maximal möglichen Einspritzdauer ohne
Rücksprung
in der Leistung der Brennkraftmaschine beispielsweise bei Volllast
und einer erforderliche Anfettung des Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
sichergestellt. Somit wird eine stetige Begrenzung der Leistung
der Brennkraftmaschine bei Erreichen einer maximal möglichen
Einspritzdauer eines Einspritzventils ermöglicht.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn in Abhängigkeit
der maximal möglichen
Einspritzdauer und einem vorgegebenen Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis als
eine die Leistung der Brennkraftmaschine (1) charakterisierende
Größe eine
maximal mögliche
Luftfüllung
in einem Brennraum (20) der Brennkraftmaschine (1)
ermittelt wird und dass die Einstellung des mindestens einen Stellgliedes
(5, 10) in Abhängigkeit
der maximal möglichen
Luftfüllung
begrenzt wird. Auf diese Weise lässt
sich eine sprungförmige
Reduzierung der Füllung
verhindern und stattdessen eine stetige Begrenzung der Füllung realisieren.
Dabei 1 kann das vorgegebene Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis in
vorteilhafter Weise bereits eine aus Bauteilschutzgründen möglicherweise
erforderliche Anfettung berücksichtigen.
Somit kann der Fahrkomfort erhöht
werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die maximal mögliche Einspritzdauer in Abhängigkeit
des aktuellen Zustandes der Brennkraftmaschine, insbesondere aus
einem aktuellen Wert für
eine Motordrehzahl der Brennkraftmaschine, ermittelt wird. Auf diese
Weise kann schon in einem Teillastbetriebszustand der Brennkraftmaschine
vorausschauend für den
Volllastbetriebszustand eine Begrenzung für die Luftzufuhr festgelegt
werden, bei der die maximal mögliche
Einspritzdauer noch ausreicht, das vorgegebene Luft-/Kraftstoffgemisch
zu realisieren. Den Fahrkomfort störende sprungförmige Umschaltungen auf
niedrigere Drehmomente im Volllastbereich werden auf diese Weise
vermieden. Auf der anderen Seite wird die Begrenzung der Luftzufuhr
auf das unbedingt notwendige Maß beschränkt.
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Eine
Beeinflussung der Luftzufuhr kann in vorteilhafter Weise mittels
einer Drosselklappensteuerung realisiert werden, die ein erstes
Stellglied zur Beeinflussung der Luftzufuhr ansteuert. Mithilfe
dieses ersten Stellgliedes, insbesondere einer Drosselklappe, lässt sich
die Luftzufuhr vergleichsweise schnell reduzieren, wenn die Drosselklappe
in Schließrichtung
angesteuert wird.
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Eine
Beeinflussung der Luftzufuhr kann in vorteilhafter Weise auch mittels
einer gegebenenfalls vorhandenen Ladedruckregelung realisiert werden, die
ein zweites Stellglied zur Beeinflussung der Luftzufuhr ansteuert.
Mithilfe dieses zweiten Stellgliedes, insbesondere eines Bypasses
um eine Turbine eines Abgasturboladers oder einer variablen Turbinengeometrie,
lässt sich
die Luftzufuhr vergleichsweise langsam reduzieren, wenn der Bypass
in Öffnungsrichtung
angesteuert wird bzw. die variable Turbinengeometrie zur Öffnung der
Leitschaufeln angesteuert wird.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn sowohl das erste Stellglied als auch das
zweite Stellglied vorhanden sind und mittels des ersten Stellgliedes
die Füllung
schneller und mittels des zweiten Stellgliedes die Füllung langsamer
abgesenkt wird und beim Absenken der Füllung durch das zweite Stellglied
das erste Stellglied wieder in Öffnungsrichtung
betätigt wird.
Auf diese Weise lässt
sich der Kraftstoffverbrauch absenken.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn abhängig
von der maximal möglichen
Luftfüllung
ein Fahrpedal eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs
skaliert wird. Auf diese Weise lässt
sich insbesondere bei Volllast vermeiden, dass die der Fahrpedalstellung
zugeordnete Füllung
der Brennkraftmaschine sprungförmig
reduziert wird um eine Anfettung des Luft-/Kraftstoffgemisches für den beschriebenen
Bauteilschutz zu realisieren. Somit lässt sich der jeweiligen Fahrpedalstellung
eindeutig eine Füllung
der Brennkraftmaschine zuordnen, die sich bei gleicher Fahrpedalstellung
auch nicht sprungförmig ändert, sodass
der Fahrkomfort erhöht
wird.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die maximal mögliche Luftfüllung in
eine maximal mögliche Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine,
insbesondere in ein maximal mögliches
Drehmoment, umgerechnet wird und wenn eine maximal mögliche Stellung
des Fahrpedals dieser maximal möglichen
Ausgangsgröße zugeordnet
wird. Auf diese Weise lässt sich
bereits in einem Teillastbetriebszustand der Brennkraftmaschine
der durch die Fahrpedalstellung ermittelte Fahrerwunsch vorausschauend
für den Volllastbetriebszustand
der Brennkraftmaschine auf einen Wert für die Ausgangsgröße, insbesondere
ein Drehmoment, begrenzen, bei dem die maximal mögliche Einspritzdauer des mindestens
einen Einspritzventils noch ausreicht, um diesen Fahrerwunsch umzusetzen.
Den Fahrkomfort störende
sprungförmige Umschaltungen
auf niedrigere Werte für
die Ausgangsgröße, insbesondere
auf niedrigere Drehmomente, im Volllastbetriebszustand der Brennkraftmaschine
werden auf diese Weise vermieden. Auf der anderen Seite wird die
Absenkung der Ausgangsgröße, insbesondere
des Drehmoments, auf das unbedingt notwendige Maß beschränkt, da sich diese Absenkung
exakt an der maximal möglichen
Einspritzdauer orientiert, was bei der sprungförmigen Absenkung gemäß dem Stand
der Technik nicht der Fall ist.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine
und 2 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet 1 einer
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor 125, der
beispielsweise als Ottomotor ausgebildet sein kann. Die Brennkraftmaschine 1 kann
bspw. ein Kraftfahrzeug antreiben. Der Verbrennumgsmotor 125 umfasst
in diesem Beispiel einen oder mehrere Zylinder, von denen beispielhaft
einer in 1 dargestellt ist und das Bezugszeichen 130 trägt. Einem
Brennraum 20 des Zylinders 130 ist über einen
Luftkanal 75 und ein Einlassventil 85 Frischluft
zuführbar.
Im Luftkanal 75 ist dabei eine Drosselklappe 5 angeordnet,
die die Luftzufuhr zum Brennraum 20 des Zylinders 130 einstellt. Die
Drosselklappe 5 wird dabei von einer Motorsteuerung 40 zur
Einstellung eines vorgegebenen Öffnungsgrades
angesteuert, der von der Motorsteuerung 40 abhängig von
einer Stellung eines Fahrpedals 35 zur Umsetzung eines
der Fahrpedalstellung entsprechenden Fahrerwunsches in dem Fachmann bekannter
Weise ermittelt wird. Gemäß dem nach 1 beschriebenen
Beispiel wird Kraftstoff über
ein Einspritzventil 15 in den Luftkanal 75 zwischen
der Drosselklappe 5 und dem Einlassventil 85 eingespritzt.
Dieser Abschnitt des Luftkanals 75 wird auch als Saugrohr
bezeichnet. Alternativ könnte
der Kraftstoff auch direkt mittels eines Einspritzventils in den Brennraum 20 des
Zylinders 130 eingespritzt werden. Die einzuspritzende
Kraftstoffmenge lässt
sich über
einen Zeitpunkt für
den Einspritzbeginn und eine Einspritzdauer bei konstantem und bekanntem
Einspritzdruck einstellen. Dabei gibt die Motorsteuerung 40 den
Zeitpunkt für
den Einspritzbeginn und die Einspritzdauer in Abhängigkeit
eines Sauerstoffgehalts im Abgas so vor, dass ein vorgegebenes Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis eingestellt
wird. Das in den Brennraum 20 des Zylinders 130 gelangende Luft-/Kraftstoffgemisch
wird von einer Zündkerze 90 gezündet, deren
Zündzeitpunkt
ebenfalls von der Motorsteuerung 40 in Abhängigkeit
des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 1 in dem Fachmann bekannter
Weise vorgegeben wird. Durch die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches
im Brennraum 20 wird ein Kolben 120 des Zylinders 130 und von
diesem Kolben 120 eine in 1 nicht
dargestellte Kurbelwelle angetrieben, deren Drehzahl von einem Drehzahlsensor 100 erfasst
und zur Motorsteuerung 40 weitergeleitet wird. Das bei
der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum 20 des
Zylinders 130 gebildete Abgas wird über ein Auslassventil 95 in
einen Abgasstrang 110 der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßen. Das
Einlassventil 85 und das Auslassventil 95 können in
bekannter Weise gesteuert von der Motorsteuerung 40 wie
in 1 dargestellt oder über eine oder mehrere Nockenwellen
geöffnet
bzw. geschlossen werden. Alternativ und in 1 gestrichelt
dargestellt kann ein Abgasturbolader vorgesehen sein, dessen Turbine 105 im
Abgasstrang 110 vom Abgasmassenstrom angetrieben wird.
Die Turbinenbewegung wird über
eine Welle 115 an einen Verdichter 80 im Luftkanal 75 weitergeleitet,
der die dem Brennraum 20 des Zylinders 130 zugeführte Luft
auf diese Weise verdichtet. Über ein
Stellglied 10 kann die Verdichterleistung bzw. der Ladedruck
des Abgasturboladers beeinflusst werden. Das Stellglied 10 kann
bspw. als Bypassventil in einem Bypass ausgebildet sein, der den
Abgasmassenstrom an der Turbine 105 vorbei leitet. Der Öffnungsgrad
des Bypassventils bestimmt dabei den Anteil des Abgasmassenstroms,
der an der Turbine 105 vorbei geleitet wird und nicht zur
Verdichterleistung beiträgt.
Alternativ kann das Stellglied 10 im Falle eines Abgasturboladers
mit variabler Turbinengeometrie die Verdichterleistung und damit
den Ladedruck auch durch Verstellung der Leitschaufeln der Turbine 105 beeinflussen.
Das Stellglied 10 wird ebenfalls von der Motorsteuerung 40 zur
Erzielung der gewünschten
Verdichterleistung bzw. des gewünschten
Lade druckes angesteuert. Der Verdichter 80 befindet sich
gemäß 1 in
Strömungsrichtung der
Frischluft vor der Drosselklappe 5, wobei die Strömungsrichtung
durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Durch Variation der Einstellung
der Drosselklappe 5 und/oder des Stellgliedes 10 kann
die Leistung der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden.
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Die
für eine
Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine
zur Verfügung
stehende Zeit ist wie beschrieben begrenzt. Bei Systemen mit einer
Einspritzung vor die Einlassventile des Brennraums wie in 1 exemplarisch
für einen
Zylinder dargestellt muss die gesamte Einspritzung zu Ende sein,
bevor das entsprechende Einlassventil 85 schließt. Danach
kann die Einspritzung für
das nächste
Ansaugen des Zylinders 130 beginnen. Bei Benzindirekteinspritzung
beginnt die Einspritzung nach dem Schließen des Einlassventils 85, muss
aber vor der Zündung
zu Ende sein. Die maximale Einspritzdauer verkürzt sich mit steigender Motordrehzahl.
Einspritzventile werden daher so ausgelegt, dass sie bei der Höchstdrehzahl
und Volllast der Brennkraftmaschine die erforderliche Einspritzmenge
noch absetzen können.
Sie werden dabei knapp ausgelegt, damit auch bei Leerlaufdrehzahl
ohne Last noch genau genug Kraftstoff zugemessen werden kann. Insbesondere
bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren kann es erforderlich sein,
aus Bauteilschutzgründen
bei hoher Motordrehzahl und hoher Last das Luft-/Kraftstoffgemisch
noch anfetten zu müssen.
Bei der beschriebenen knappen Auslegung der Einspritzventile reicht
dann die zur Verfügung
stehende Zeit nicht aus, die erhöhte
Einspritzmenge für die
Anfettung abzusetzen.
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Erfindungsgemäß ist es
daher vorgesehen, zunächst
die maximal mögliche
Einspritzdauer für
einen Einspritzvorgang des mindestens einen Einspritzventils 15 zu
ermitteln. In Abhängigkeit
der maximal möglichen
Einspritzdauer wird eine die Leistung der Brennkraftmaschine 1 charakterisierende Größe durch
entsprechende Einstellung der Drosselklappe 5 und/oder
des Stellgliedes 10 begrenzt. Auf diese Weise wird eine
Einhaltung der maximal möglichen
Einspritzdauer ohne Rücksprung
in der Leistung der Brennkraftmaschine beispielsweise bei Volllast
und einer erforderliche Anfettung des Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
sichergestellt.
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Insbesondere
kann in Abhängigkeit
der maximal möglichen
Einspritzdauer und einem vorgegebenen Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis als
eine die Leistung der Brennkraftmaschine 1 charakterisierende
Größe dann
eine maximal mögliche
Luftfüllung des
Brennraums 20 ermittelt und die Einstellung der Drosselklappe 5 und/oder
des Stellgliedes 10 in Abhängigkeit der maximal möglichen
Luftfüllung
begrenzt werden. Auf diese Weise lässt sich die maximal mögli che Luftfüllung von
vorneherein so weit begrenzen, dass die maximal mögliche Einspritzdauer nicht überschritten
werden kann, sodass bei einer möglicherweise
im Volllastbetriebszustand der Brennkraftmaschine 1 erforderlichen
Anfettung des Luft-/Kraftstoffgemisches keine sprungförmige Reduzierung
der Luftfüllung
erforderlich ist. Das für
die Ermittlung der maximal möglichen
Luftfüllung
des Brennraums 20 vorgegebene Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis sollte
dabei so gewählt
werden, dass eine beispielsweise für einen Bauteilschutz erforderliche
Anfettung bereits berücksichtigt
wird.
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Die
maximal mögliche
Einspritzdauer kann dabei in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit
des aktuellen Betriebzustandes der Brennkraftmaschine 1 ermittelt
werden. Somit lässt
sich nämlich
bereits in einem aktuellen Betriebzustand, der einem Teillastbetriebszustand
entspricht, die maximal mögliche
Luftfüllung
für einen
ausgehend von diesem aktuellen Teillastbetriebszustand erreichten
Volllastbetriebszustand ermitteln, sodass die maximal mögliche Luftfüllung vorausschauend
auf einen Wert begrenzt wird, bei dem die maximal mögliche Einspritzdauer
für die Umsetzung
des vorgegebenen Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses noch ausreicht. Somit
wird ein störendes
sprunghaftes Reduzieren der Luftfüllung im Volllastbereich vermieden.
Außerdem
wird sichergestellt, dass in einem solchen Volllastbetriebszustand
auch die maximal mögliche
Luftfüllung
zur Verfügung
steht und nicht durch einen unabhängig von der maximal möglichen
Einspritzdauer ermittelten Rücksprung
der Luftfüllung
unterschritten wird.
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Die
maximal mögliche
Luftfüllung
ist dann Eingangssignal für
eine Drosselklappensteuerung und/oder eine Ladedruckregelung (sofern
vorhanden). Ist zur Begrenzung der Luftfüllung auf die in Abhängigkeit
der maximal möglichen
Einspritzdauer und des vorgegebenen Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
ermittelte maximal mögliche
Luftfüllung eine
Absenkung der Luftfüllung
erforderlich, so kann diesen mit Hilfe der Drosselklappe 5 schneller
erfolgen, als dies unter Verwendung des Stellgliedes 10 für eine Ladedruckabsenkung
und damit Füllungsreduzierung
möglich
ist. Ist sowohl die Drosselklappensteuerung als auch die Ladedruckregelung
vorhanden, so kann eine solche Absenkung der Luftfüllung sowohl
durch entsprechende Ansteuerung der Drosselklappe 5 als
auch durch entsprechende Ansteuerung der Stellgliedes 10 erfolgen,
wobei die Füllungsabsenkung
mit Hilfe der Drosselklappe 5 im Vergleich zur Ladedruckabsenkung
schneller ist. Sobald die langsamere Ladedruckabsenkung die Füllungsabsenkung
merklich mitbestimmt, kann die Drosselklappe 5 auch wieder
in Öffnungsrichtung
bewegt werden, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
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Ferner
kann es vorgesehen sein, dass die maximal mögliche Luftfüllung in
einen maximal möglichen
Wert für
eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 1,
insbesondere ein maximal mögliches Drehmoment,
umgerechnet wird und in eine Skalierung des Fahrpedals 35 eingeht,
bei der der durch die Fahrpedalstellung zum Ausdruck kommende Fahrerwunsch
so skaliert wird, dass der maximalen Fahrpedalstellung der so errechnete
maximal mögliche
Wert für
die Ausgangsgröße, in diesem
Beispiel für
das Drehmoment, zugeordnet wird. Auf diese Weise kann schon in einem
Teillastbetriebszustand der Brennkraftmaschine 1 das mit
dem Fahrerwunsch korrespondierende Drehmoment, im Folgenden auch
als Fahrerwunschmoment bezeichnet, vorausschauend auf das maximal
mögliche
Drehmoment begrenzt werden, bei dem die Einspritzdauer noch ausreicht, um
das vorgegebene Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis einzustellen. Wie oben
bereits für
die Luftfüllung beschrieben
wird somit der Fahrkomfort durch Vermeidung störenden sprunghaften Umschaltens
auf niedrigere Drehmomente im Volllastbereich erhöht. Auf
der anderen Seite wird die möglicherweise
erforderliche Reduzierung des Drehmoments auf das unbedingt notwendige
Maß beschränkt. Als
Ausgangsgröße kann
alternativ zum Drehmoment auch eine Ausgangsleistung oder eine sonstige
vom Drehmoment und/oder der Ausgangsleistung abgeleitete Größe verwendet
werden. Die Ausgangsgröße stellt somit
ebenfalls eine die Leistung der Brennkraftmaschine 1 charakterisierende
Größe dar,
die zur Einhaltung der maximal möglichen
Einspritzdauer durch entsprechende Einstellung der Drosselklappe 5 und/oder
des Stellgliedes 10 begrenzt wird.
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Anhand
des in 2 dargestellten Funktionsdiagramms wird im Folgenden
der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
erläutert,
wobei das Funktionsdiagramm software- und/oder hardwaremäßig in der
Motorsteuerung 40 implementiert sein kann. Eine dimensionslose
Konstante KTI entspricht der maximal möglichen Einspritzdauer bis
zum Schließen
des Einlassventils 85 bei der in 1 dargestellten
Saugrohreinspritzung bei einer Umdrehung der Kurbelwelle pro Minute
und damit einer Motordrehzahl von 1/Minute. Die Konstante KTI ist
dabei in der Motorsteuerung 40 vorgegeben und bekannt. Sie
kann bspw. auf einem Prüfstand
ermittelt werden. Die Konstante KTI wird in einem ersten Divisionsglied 45 durch
die aktuelle Motordrehzahl nmot [Umdrehungen/Minute] dividiert,
wobei die aktuelle Motordrehzahl nmot vom Drehzahlsensor 100 ermittelt wird.
Am Ausgang des ersten Divisionsgliedes 45 ergibt sich somit
die maximal mögliche
Einspritzdauer timax für
die aktuelle Motordrehzahl nmot zu timax = KTI/nmot (1).
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Die
maximal mögliche
Einspritzdauer timax für
die aktuelle Motordrehzahl nmot wird dann in einem Subtraktionsglied 50 um
eine Anzugverzögerungskorrekturzeit
tvub reduziert. Die Anzugverzögerungskorrekturzeit
tvub ist dabei die Zeit, die vom Ansteuern des Einspritzventils 15 bis
zum vollständigen Öffnen des
Einspritzventils 15 vergeht. Die Anzugverzögerungskorrekturzeit
tvub kann dabei ebenfalls bspw. auf einem Prüfstand ermittelt werden. Durch die
Subtraktion der Anzugverzögerungskorrekturzeit tvub
von der maximal möglichen
Einspritzdauer timax ergibt sich eine maximal mögliche effektive Einspritzzeit
temax am Ausgang des Subtraktionsgliedes 50 zu temax = timax – tvub (2).
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Weiterhin
ist in der Motorsteuerung 40 eine Durchflusskonstante KEV
des Einspritzventils 15 abgelegt, die bspw. ebenfalls auf
einem Prüfstand
ermittelt werden kann oder vom Hersteller vorgegeben ist und die
beschreibt, in welcher Zeit eine bekannte vorgegebene normierte
Kraftstoffmasse abgespritzt wird. Teilt man die maximale mögliche effektive
Einspritzdauer temax durch die Durchflusskonstante KEV in einem
zweiten Divisionsglied 55, dann erhält man eine maximale mögliche relative
Kraftstofffüllung
rkmaxP0 des Brennraums 20, die auf die normierte Kraftstoffmasse
bezogen ist und sich bei einem vorgegebenen bekannten Normdruck
im Kraftstoffsystem ergibt. Das Kraftstoffsystem umfasst dabei die
Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffzuleitung zum Einspritzventil 15,
die in 1 nicht dargestellt sind. Die maximal mögliche relative
Kraftstofffüllung rkmaxP0
ergibt sich somit zu rkmaxP0
= temax/KEV (3).
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Die
maximal mögliche
relative Kraftstofffüllung
rkmaxP0 hat die Dimension einer Masse und wird nun in einem dritten
Divisionsglied 60 durch einen dimensionslosen Korrekturfaktor
fkkd für
den tatsächlichen
Kraftstoffdruck dividiert, wobei der tatsächliche Kraftstoffdruck mittels
eines Kraftstoffdrucksensors im Bereich des Einspritzventils 15 ermittelt
werden kann und wobei ein solcher Kraftstoffdrucksensor in 1 aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt ist. In Systemen ohne Kraftstoffdrucksensor ist
die beschriebene Korrektur nicht möglich. Auf diese Weise wird
der tatsächliche
Kraftstoffdruck berücksichtigt.
Der Zusammenhang zwischen dem gemessenen Kraftstoffdruck und dem
dimensionslosen Korrekturfaktor fkkd im Hinblick auf die relative
Kraftstofffüllung
kann bspw. auf einem Prüfstand
ermittelt werden.
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Am
Ausgang des dritten Divisionsgliedes 60 ergibt die somit
die den tatsächlichen
Kraftstoffdruck berücksichtigende
maximal mögliche
relative Kraftstofffüllung
rkmax zu rkmax = rkmaxP0/fkkd (4).
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Die
den tatsächlichen
Kraftstoffdruck berücksichtigende
maximal mögliche
relative Kraftstofffüllung
rkmax wird dann in einem vierten Divisionsglied 65 durch
das vorgegebene (dimensionslose) Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis Lams,
den sogenannten Lambdawert, dividiert. Dabei kann das vorgegebene
Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
bereits eine aus Bauteilschutzgründen
bedingte Anfettung berücksichtigen.
Somit ergibt sich am Ausgang des vierten Divisionsgliedes 65 die
zur den tatsächlichen Kraftstoffdruck
berücksichtigenden
maximal möglichen
relativen Kraftstofffüllung
rkmax zugehörige maximal
mögliche
Luftfüllung
rlmaxti des Brennraums 20, bei der die erforderliche Kraftstoffmasse auch
abgespritzt werden kann. Die maximal mögliche Luftfüllung rlmaxti
des Brennraums 20 ergibt sich somit am Ausgang des vierten
Divisionsgliedes 65 zu rlmaxti
= rkmax/Lams (5).
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Die
maximal mögliche
relative Luftfüllung
rlmaxti findet Eingang in die Drosselklappensteuerung 25 und
begrenzt die Sollfüllung,
aus der in der Drosselklappensteuerung 25 der zugehörige Drosselklappensollwinkel
berechnet wird. Im Falle des Vorhandenseins einer Ladedruckregelung 30 wie
beim Ausführungsbeispiel
nach 1 durch den gestrichelt dargestellten Abgasturbolader
angedeutet, kann die maximal mögliche
relative Luftfüllung
rlmaxti auch Eingangsgröße der Ladedruckregelung 30 sein
und begrenzt dort ebenfalls die Sollfüllung, aus der der Sollladedruck
für die
Ansteuerung der Stellgliedes 10 berechnet wird. Weiterhin
kann die maximal mögliche relative
Luftfüllung
rlmaxti Eingangsgröße einer
Fahrpedalskalierung 70 sein, wo sie das Fahrerwunschmoment
auf ein aus der maximal möglichen relativen
Luftfüllung
rlmaxti abgeleitetes maximal mögliches
Drehmoment begrenzt, mit dessen Hilfe die Fahrpedalskalierung vorgenommen
wird, d. h. die maximal mögliche
Fahrpedalstellung wird diesem maximal möglichen Drehmoment zugeordnet.
Die Ableitung das maximal möglichen
Drehmomentes aus der maximal möglichen
relativen Luftfüllung
rlmaxti erfolgt dabei in dem Fachmann bekannter Weise. Die maximal
mögliche
Fahrpedalstellung wird somit dem gerade maximal möglichen
Drehmoment nachgeführt.