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Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine
mit mindestens einem Brennraum, in dem ein Kolben beweglich angeordnet
ist und in den Kraftstoff aus einem Speicherraum über ein
Einspritzventil eingespritzt werden kann, wobei der Kraftstoff unter
Druck mittels einer Hochdruckpumpe in den Speicherraum gefördert wird
und wobei Luft während
eines Ansaugtaktes des Kolbens aus einem Ansaugtrakt angesaugt und
während
eines Verdichtungstaktes verdichtet.
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Direkteinspritzende
Otto-Motoren werden derzeit meist in der homogenen Betriebsart bei
einem Vordruck der Elektrokraftstoffpumpe (EKP-Vordruck) von meist
3 bis 6 bar gestartet. Wegen großer Wandverluste an Kolben,
Zylinderwand, Zylinderkopf und Zündkerze
bei den ersten Einspritzungen und auch im Nachstart bei kaltem Motor
bis zur Erwärmung
des Brennraumes müssen
für diese
Phasen deutlich größere Einspritzmengen
als im warmen Betrieb eingespritzt werden. Der überschüssige Kraftstoff wird zum Teil
der Verbrennung wieder zugeführt.
Zum überwiegenden
Teil wird dieser Kraftstoff aber unverbrannt in das Abgassystem
ausgestoßen.
Diese Problematik ist besonders bei Temperaturen kleiner als 20°C von Bedeutung.
Wegen der großen
benötigten
Kraftstoffmengen im homogenen Betrieb, außer bei ansonsten überdimensionierter
Kraftstoffhochdruckpumpe, ist kein Aufbau von Hochdruck mit Anlasserdrehzahl möglich, da
der schon aufgebaute Raildruck bei jeder Einspritzung wieder zusammenbricht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Start einer
Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem ein schnellerer Hochdruckaufbau
möglich
ist.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
oben genannte Problem wird gelöst durch
ein Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine mit mindestens
einem Brennraum, in dem ein Kolben beweglich angeordnet ist und
in den Kraftstoff aus einem Speicherraum über ein Einspritzventil eingespritzt
werden kann, wobei der Kraftstoff unter Druck mittels einer Hochdruckpumpe
in den Speicherraum gefördert
wird und wobei Luft während
eines Ansaugtaktes des Kolbens aus einem Ansaugtrakt angesaugt und
während
eines Verdichtungstaktes verdichtet wird, bei dem eine erste Kraftstoffmenge
während
des Ansaugtaktes und eine zweite Kraftstoffmenge während des
Verdichtungstaktes des Kolbens in den Brennraum eingespritzt wird.
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Der
Ansaugtakt des Kolbens ist der Arbeitstakt, indem sich der Kolben
vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt hin bewegt und dabei das
Einlassventil geöffnet
und das Auslassventil geschlossen ist. Der Verdichtungstakt ist
der Arbeitstakt, in dem sich der Kolben vom unteren Totpunkt zum
oberen Totpunkt bewegt und sowohl Einlassventil als auch Auslassventil
geschlossen ist. Durch das genannte Verfahren zum Start der Brennkraftmaschine können die
Kraftstoffmengen in der Startphase drastisch reduziert werden, da
deutlich weniger Kraftstoff an den Wänden bzw. dem Kolben kondensiert.
Der erfindungsgemäße Effekt
tritt hauptsächlich
dadurch ein, dass durch die Kompression bereits erwärmte Luft
in den Brennraum vorhanden ist und Kraftstoff in diese wärmere Luft
eingespritzt wird und schneller verdampft. Durch das erfindungsgemäße Verfahren für einen
Start mit Hochdruck wird die Startsicherheit erhöht. Dies gilt auch für die Startsicherheit
bei schlechtem Kraftstoff mit einem ungünstigen Dampfdruck bei tiefen
Temperaturen. Durch die erhöhte Startsicherheit
wird auch das Problem des so genannten Spark-Fouling deutlich vermindert.
Die oft eingesetzte Startmengenadaption im homogenen Betrieb, die
eine große
Unsicherheit im Betrieb mit sich bringt, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren
umgangen werden. Bei der Startmengenadaption wird abhängig von
der Qualität
des Hochlaufs, zum Beispiel einem Drehzahlanstieg in vorgegebener
Zeit, beim nächsten
Start angefettet oder abgemagert. Wird eine andere Kraftstoffqualität getankt, so
muss die Adaption neu erfolgen. Darin liegt eine große Unsicherheit
begründet,
weshalb oft auf die Startmengenadaption verzichtet wird und die
Adaption mit schlechten Kraftstoff durchgeführt wird. Die Startmenge bei
guter Kraftstoffqualität
ist dabei zu groß,
was zu entsprechend höheren
Emissionen führen
kann.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Schichtbetriebs-Start,
einer Einspritzung in die Kompressionsphase und anschließender Zündung, bzw.
dem erfindungsgemäßen homogenen
Schichtbetriebsstart, einer Einspritzung in die Ansaugphasen und
einer Einspritzung in die Kompressionsphase sowie darauf folgender
Zündung,
kann durch die Reduktion der gesamten Startmenge auch mit einem
konventionellen Kraftstoffsystem, d.h. einer Niederdruckpumpe mit ca.
5 bar und einer Hochdruckpumpe größer 20 bar, genug Kraftstoffdruck
aufgebaut werden, um eine Einspritzung in die Kompressionsphase
abzusetzen. Der für
eine Einspritzung in die Kompressionsphase erforderliche Mindestdruck
beträgt
etwa 20 bar. Darüber
hinaus können
gezielt eine oder mehrere Einspritzungen ausgeblendet werden, um
einen gezielten Druckaufbau bis zur ersten Einspritzung zu fördern.
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Da
generell bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
mindestens eine der Einspritzungen pro Arbeitstakt in die Kompressionsphase
erfolgt, ist man durch die erhöhte
Temperatur in der Gasphase unabhängiger
von der Qualität
des Kraftstoffes, da die Verdamp fung des Kraftstoffes fast vollständig in
der Gasphase erfolgt und nicht aus einem flüssigen Film von der kalten
Brennraumwand bzw. der Kolbenoberfläche. Durch die im Hochlauf
erfolgende Quantitätsregelung
für den
Kraftstoff, was im Schichtbetrieb direkt auf das abgegebene Moment
wirkt, können
unterschiedliche Kraftstoffqualitäten bei gleichen Hochlaufzeiten
abgedeckt werden. Im homogenen Schichtbetrieb ist das abgegebene
Moment für Lambda ≥ 1 immerhin
noch zu einem Grossteil von der zweiten Einspritzung, nämlich der
in die Kompressionsphase, abhängig,
solange der Hauptanteil der Gesamtmenge in der zweiten Einspritzung
untergebracht wird.
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Mit
der Reduktion der Kraftstoffmengen durch weit gehende Vermeidung
der Wandkondensationseffekte bzw. Wandfilmbildung geht einher, dass nun
auch den Hochdruckaufbau für
den Start gezielt genutzt werden kann. Es ist dann möglich mit
einem herkömmlichen
System durch die Anlasserdrehzahl von dem eigentlichen Drehzahlhochlauf
genügend Hochdruck
im System aufzubauen, so dass eine Schichtbetriebseinspritzung gegen
den Brennraumdruck, mithin den Kompressionsdruck, abgesetzt werden
kann. Hierdurch sind zudem keine weiteren Komponenten erforderlich
wie beispielsweise eine elektrische Hochdruckpumpe. Auch kann auf
einen Druckspeicher, der ein Gefahrenpotential in sich birgt, verzichtet
werden. Zudem ist keine Überdimensionierung
der Hochdruckpumpe allein zum Aufbau des nötigen Startdruckes notwendig.
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Des
Weiteren kann durch den höheren
Startdruck leichter ein Mehrlochventil eingesetzt werden, welches
aufgrund der prinzipbedingten schlechteren Aufbereitung bei niedrigen
Kraftstoffdrücken
gegenüber
bisher eingesetzten Drallventilen Nachteile beim Start hat. Gerade
bei tiefen Temperaturen, insbesondere Temperaturen unter 0°C, bringt
das erfindungsgemäße Verfahren
eine Kraftstoffersparnis durch eine Verminderung der Anreiche rung
im Start bzw. im Nachstart durch den Schichtbetrieb/homogenen Schichtbetriebstart.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem
Start der Brennkraftmaschine eine Vorlaufphase der elektrischen
Kraftstoffpumpe stattfindet. Die Vorlaufphase geht dem Betrieb des elektrischen
Anlassers voraus. Bevor also die Kurbelwelle durch den elektrischen
Anlasser gedreht wird, erfolgt bereits ein Druckaufbau durch die
elektrische Kraftstoffpumpe. Die Vorlaufphase wird vorteilhaft durch
einen elektrischen Schalter, der vor dem Start der Brennkraftmaschine
betätigt
wird, gestartet. Der elektrische Schalter kann beispielsweise ein
Türkontakt
oder ein Schalter, der beispielsweise durch eine Fernbedienung für das Türschloss
ausgelöst
wird, sein. Ebenso können
andere Schalter, die aufgrund des Bedienkonzeptes des Kraftfahrzeuges vor
dem eigentlichen Anlassen üblicherweise
betätigt werden,
dazu vorgesehen sein. Ebenso kann auch beispielsweise ein Bewegungssensor
oder dergleichen, der das Platznehmen des Fahrers signalisiert, beispielsweise
ein Sensor einer Diebstahlwarnanlage oder ein Sensor für einen
Fahrerairbag oder dergleichen zum Einschalten der Vorlaufphase der
elektrischen Kraftstoffpumpe genutzt werden. Des weiteren ist es
möglich,
zum Beispiel das Einführen
des Zündschlüssels in
das Zündschloss
zum Einschalten der Vorlaufphase der elektrischen Kraftstoffpumpe
zu nutzen.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste
Einspritzung um mehrere Kurbelwellenumdrehungen verzögert wird.
Damit ist gemeint, dass bei Betätigung
des Anlassers zunächst
die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird ohne dass eine Einspritzung
ausgelöst
wird. Dadurch ist es möglich,
während
der ersten Kurbelwellenumdrehung Druck in der Einspritzanlage aufzubauen
und mit einem genügend
hohen Druck die ersten Einspritzungen abzusetzen. Die Verzögerung kann
konstant zum Bei spiel zu einigen Kurbelwellenumdrehungen gewählt werden
oder abhängig
vom bereits aufgebauten Einspritzdruck sein.
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In
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
dass im Drehzahlhochlauf die Luftmenge gedrosselt wird. Unter Drehzahlhochlauf
wird dabei die Erhöhung
der Motordrehzahl entweder durch den Anlasserbetrieb oder durch die
Erhöhung
der Drehzahl bei selbständig
laufender Brennkraftmaschine verstanden. Die Drosselung der Luftmenge
geschieht durch Schließen
der Drosselklappe im Ansaugtrakt.
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In
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
dass bei Überschreiten
eines Soll-Drehzahlanstieges durch einen Ist-Drehzahlanstieg die
im Verdichtungstakt eingespritzte Kraftstoffmenge verringert wird.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass bei Unterschreiten des Solldrehzahlanstieges
durch den Ist-Drehzahlanstieg die im Verdichtungstakt eingespritzte
Kraftstoffmenge erhöht
wird. Der Soll-Drehzahlanstieg ist ein zum Beispiel am Steuergerät abgelegter
Sollverlauf des Drehzahlanstieges über der Zeit. Der Ist-Drehzahlanstieg
ist der tatsächlich über der
Zeit gemessene Drehzahlanstieg. Durch die beiden zuvor genannten Maßnahmen
kann der Drehzahlanstieg effektiv geregelt werden, da das abgegebene
Moment im Schichtbetrieb der Kraftstoffmenge ungefähr proportional
ist.
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Vorzugsweise
wird der Zündwinkel
während des
Startvorganges ständig
optimal gehalten. Das abgegebene Drehmoment und der Drehzahlanstieg sind
so optimal. Nach Abschluss der Startphase wird vorzugsweise auf
homogenen Betrieb oder Schichtbetrieb oder homogenen Schichtbetrieb
umgeschaltet.
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Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der
zugehörigen
Zeichnung näher
erläutert.
Dabei zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Zylinders einer Brennkraftmaschine
mit Kraftstoffversorgungssystem.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Zylinders einer Brennkraftmaschine
mit zugehörigen
Komponenten des Kraftstoffversorgungssystems. Dargestellt ist eine
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung (Benzindirekteinspritzung
BDE) mit einem Kraftstofftank 11, an dem eine elektrische Kraftstoffpumpe
(Elektrokraftstoffpumpe EKP) 12, ein Kraftstofffilter 13 und
ein Niederdruckregler 14 angeordnet sind. Vom Kraftstofftank 11 führt eine
Kraftstoffleitung 15 zu einer Hochdruckpumpe 16.
An die Hochdruckpumpe 16 schließt sich ein Speicherraum 17 an.
Am Speicherraum 17 sind Einspritzventile 18 angeordnet,
die vorzugsweise direkt Brennräumen 26 der
Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Bei Brennkraftmaschinen mit
Direkteinspritzung ist jedem Brennraum 26 wenigstens ein
Einspritzventil 18 zugeordnet, es können hier aber auch mehrere
Einspritzventile 18 für
jeden Brennraum 26 vorgesehen sein. Der Kraftstoff wird
durch die elektrische Kraftstoffpumpe 12 aus dem Kraftstofftank 11 über den Kraftstofffilter 13 und
die Kraftstoffleitung 15 zur Hochdruckpumpe 16 gefördert. Der
Kraftstofffilter 13 hat die Aufgabe, Fremdpartikel aus
dem Kraftstoff zu entfernen. Mit Hilfe des Niederdruckreglers 14 wird der
Kraftstoffdruck in einem Niederdruckbereich des Kraftstoffversorgungssystems
auf einen vorbestimmten Wert, der meist in der Größenordnung
von etwa 4 bis 5 bar liegt, geregelt. Die Hochdruckpumpe 16,
die vorzugsweise direkt von der Brennkraftmaschine angetrieben wird,
verdichtet den Kraftstoff und fördert ihn
den Speicherraum 17.
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Der
Kraftstoffdruck erreicht hierbei Werte von bis zu etwa 150 bar.
In 1 ist beispielhaft ein Brennraum 26 einer
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung dargestellt, im Allgemeinen
weist die Brennkraftmaschine mehrere Zylinder mit je einem Brennraum 26 auf.
An dem Brennraum 26 ist wenigstens ein Einspritzventil 18,
wenigstens eine Zündkerze 24,
wenigstens ein Einlassventil 27, wenigstens ein Auslassventil 28 angeordnet.
Der Brennraum wird von einem Kolben 29, der in dem Zylinder
auf- und abgleiten kann, begrenzt. Über das Einlassventil 27 wird
Frischluft aus einem Ansaugtrakt 36 in den Brennraum 26 angesaugt.
Mit Hilfe des Einspritzventils 18 wird der Kraftstoff direkt
in den Brennraum 26 der Brennkraftmaschine gespritzt. Mit
der Zündkerze 24 wird
der Kraftstoff entzündet.
Durch die Ausdehnung des entzündeten
Kraftstoffs wird der Kolben 29 angetrieben. Die Bewegung
des Kolbens 29 wird über
eine Pleuelstange 37 auf eine Kurbelwelle 35 übertragen.
An der Kurbelwelle 35 ist eine Segmentscheibe 34 angeordnet,
die von einem Drehzahlsensor 30 abgetastet wird. Der Drehzahlsensor 30 erzeugt
ein Signal, das die Drehbewegung der Kurbelwelle 35 charakterisiert.
Neben dem Drehzahlsensor 30 ist an der Nockenwelle ein
hier nicht dargestellter Phasengeber angeordnet, der den Kurbelwellenwinkel
der Brennkraftmaschine misst.
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Die
bei der Verbrennung entstehenden Abgase gelangen über das
Auslassventil 28 aus dem Brennraum 26 zu einem
Abgasrohr 33, in dem ein Temperatursensor 31 und
eine Lambdasonde 32 angeordnet sind. Mit Hilfe des Temperatursensors 31 wird
die Temperatur und mit Hilfe der Lambdasonde 32 der Sauerstoffgehalt
der Abgase erfasst.
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Ein
Drucksensor 21 und ein Drucksteuerventil 19 sind
am Speicherraum 17 angeschlossen. Das Drucksteuerventil 19 ist
eingangsseitig mit dem Speicherraum 17 verbunden. Ausgangsseitig
führt eine Rückflussleitung 20 zur
Kraftstoffleitung 15.
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Anstatt
einem Drucksteuerventil 19 kann auch ein Mengensteuerventil
in dem Kraftstoffversorgungssystem 10 zur Anwendung kommen.
Mit Hilfe des Drucksensors 21 wird der Istwert des Kraftstoffdrucks
im Speicherraum 17 erfasst und einem Steuergerät 25 zugeführt. Durch
das Steuergerät 25 wird auf
der Basis des erfassten Istwertes des Kraftstoffdrucks ein Ansteuersignal
gebildet, mit dem das Drucksteuerventil angesteuert wird. Die Einspritzventile 18 werden über nicht
dargestellte elektrische Endstufen angesteuert, die innerhalb oder
außerhalb des
Steuergerätes 25 angeordnet
sein können. Über Steuerungssignalleitungen 22 sind
die verschiedenen Aktoren und Sensoren mit dem Steuergerät 25 verbunden.
Im Steuergerät 25 sind
verschiedene Funktionen, die zur Steuerung der Brennkraftmaschinen
dienen, implementiert. In modernen Steuergeräten werden diese Funktionen
auf einem Rechner programmiert und anschließend in einem Speicher des Steuergerätes 25 abgelegt.
Die im Speicher abgelegten Funktionen werden in Abhängigkeit
der Anforderungen an die Brennkraftmaschine aktiviert, hierbei werden
insbesondere strenge Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit
des Steuergerätes 25 gestellt.
Prinzipiell ist eine reine Hardwarerealisierung der Steuerung der
Brennkraftmaschine alternativ zu einer Softwarerealisierung möglich.
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In
dem Ansaugtrakt 36 ist eine Drosselklappe 28 angeordnet,
deren Drehstellung über
eine Signalleitung 39 und einen zugehörigen, hier nicht dargestellten
elektrischen Aktuator durch das Steuergerät 25 einstellbar ist.
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In
einer ersten Betriebsart, dem Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine,
wird die Drosselklappe 38 in Abhängigkeit von der erwünschten
zuzuführenden
Luftmasse teilweise geöffnet
bzw. geschlossen. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 18 während einer
durch den Kolben 29 hervorgerufenen Ansaugphase in den
Brennraum 26 eingespritzt. Durch die gleichzeitig angesaugte
Luft wird der eingespritzte Kraftstoff verwirbelt und damit im Brennraum 26 im
Wesentlichen gleichmäßig/homogen
verteilt. Danach wird das Kraftstoffluftgemisch während einer
Verdichtungsphase, in dem durch den Kolben 29 das Volumen
des Brennraums 26 verringert wird, verdichtet, um dann
in der Regel kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes das Kolbens 29 von
der Zündkerze 9 entzündet zu
werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs nach Überschreiten
des oberen Totpunktes durch den Kolben 29 wird dieser in
Richtung einer Vergrößerung des
Brennraumes 26 getrieben und erzeugt so die von der Brennkraftmaschine
erzeugte Arbeit. Im Hinblick auf eine geringe Schadstoffentwicklung
wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch möglichst auf Lambda gleich eins
(λ = 1)
oder Lambda kleiner eins (λ < 1) eingestellt,
wobei in diesem Fall unverbrannter Kraftstoff in den Abgasen verbleibt
und z.B. durch eine Abgasrückführung erneut
der Verbrennung zugeführt
werden kann. Die sogenannte Luft-Zahl Lambda (λ) bezeichnet den Quotienten
aus der zugeführten
Luftmenge zu der theoretisch erforderlichen Luftmenge bei stöchiometrischer
Verbrennung des in den Zylinder eingespritzten Kraftstoff/Luftgemisches.
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In
einer zweiten Betriebsart, dem Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine,
wird die Drosselklappe 38 weit geöffnet. Der Kraftstoff wird
von dem Einspritzventil 18 während der durch den Kolben 29 hervorgerufenen
Verdichtungsphase in den Brennraum 26 eingespritzt. Sodann
wird wie zuvor mit Hilfe der Zündkerze 9 der
Kraftstoff entzündet,
so dass der Kolben 2 in der nun erfolgenden Arbeitsphase
durch die Ausdehnung des entzündeten
Kraftstoffs angetrieben wird. Durch die weit geöffnete Drosselklappe 38 ist
die während
der Ansaugphase in den Brennraum 26 angesaugte Luftmenge
wesentlich größer als
im homogenen Betrieb. Durch geeignete Wahl der Einspritzmenge an
Kraftstoff wird ein Kraftstoff/Luft-Gemisch mit einem Lambda größer 1 bewirkt,
die in dem Brennraum 26 vorhandene Luftmenge enthält also
mehr Sauerstoff als für
eine stöchiometrische
Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes notwendig wäre, das
Gemisch hat einen Sauerstoffüberschuss.
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Eine
weitere mögliche
Betriebsart ist der homogene Magerbetrieb, bei dem Kraftstoff wie
im homogenen Betrieb während
der Ansaugphase in den Brennraum 4 eingespritzt wird. Im
Unterschied zum homogenen Betrieb wird ein Kraftstoff/Luft-Gemisch mit
einem Lambda in der Größenordnung
von etwa 1,6 eingestellt. Bei dem homogenen mageren Betrieb handelt
es sich um eine im Prinzip magere Betriebsart mit homogenem Charakter,
wobei die Betriebsart als eine luftgesteuerte Betriebsart wie im
homogenen Betrieb betrachtet wird. Luftgeführt bedeutet dabei, dass die
Drehmoment beeinflussende Größe die zugeführte Luftmenge
ist.
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Für das Einspritzventil 18 sind
verschiedene Arten an Einspritzventile derzeit gebräuchlich.
Diese unterscheiden sich hauptsächlich
durch die Menge und Anordnung an Austrittsöffnungen in den Brennraum 26.
Bei der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass das
Einspritzventil 18 mehrere Austrittsöffnungen zum Einspritzen von
Kraftstoff in den Brennraum 26 aufweist.
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Während des
Einspritzvorganges ist der Druck im Rail 17 und damit auf
der rail-seitigen Seite des Einspritzventils 18 größer als
in dem Brennraum 26. Nur so kann Kraftstoff in den Brennraum 26 eingespritzt
werden. Das Einspritzventil 18 wird dazu elektromagnetisch
geöffnet,
das Einspritzventil umfasst dazu eine Ventilnadel, die mittels eines
daran befestigten Ankers und einer Magnetspule ein Bodenteil mit
darin angeordneten Austrittsöffnungen
gegenüber
dem Brennraum 26 öffnen
und verschließen kann.
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Zum
Anlassen der Brennkraftmaschine wird diese durch einen in 1 nicht
dargestellten Anlasser, meist ein Elektromotor, auf eine Startdrehzahl gebracht.
Nach Betätigung
des Anlassers wird mit dem Druckaufbau im Hochdrucksystem begonnen. Dies
ist möglich,
da die Hochdruckpumpe mit dem Motor bzw. der Kurbelwelle gekoppelt
ist. Um den Druckaufbau weiter zu beschleunigen kann es sinnvoll
sein, einen Vorlauf der elektrischen Kraftstoffpumpe beispielsweise
durch einen Türkontaktschalter
oder dergleichen vorzuhalten.
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Der
Druckaufbau für
den Hochdruck kann erfolgen bevor das gesamte System synchronisiert
ist, sodass mit der Synchronisierung der Einspritzdruck zur Verfügung steht.
Synchronisierung erfolgt durch Abgleich der Informationen aus dem
Drehzahlgeber und dem Phasengeber auf der Nockenwelle sodass die
Stellung der Kolben eindeutig ist. Der Druckaufbau kann entweder
vorgesteuert oder auch geregelt erfolgen. Die Vorgabe des Sollwertes
bei der Regelung kann, soweit es das System zulässt, applikativ vorgegeben
werden. Bei üblichen
Systemen können Drücke von
ca. 20 bis 30 bar bis zur ersten Einspritzung erreicht werden. Möglich ist
auch eine Verzögerung
der ersten Einspritzung für
einen weiteren Druckaufbau. Mit dem dann vorliegenden Druck wird die
erste Einspritzung abgesetzt. Dies kann eine reine Schichteinspritzung
in die Kompressionsphase oder auch eine gesplittete Einspritzung
in der Betriebsart HSP, eine Einspritzung in die Ansaugphase und
eine Einspritzung in die Kompressionsphase, darauf Zündung, sein.
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Da
der Druck im Speicherraum 17, der meist als Rail bezeichnet
wird, bei der Einspritzung zusammenbricht, muss diese Druckverminderung
in die Berechnung der abgespritzten Menge miteinbezogen werden.
Zusätzlich
kann eine Prädiktion
des zum Teil sehr steil erfolgenden Druckanstieges dazu benutzt werden,
die Genauigkeit der abgespritzten Menge zu erhöhen. Dies ist besonders dann
wichtig, wenn die Erfassung des Rail-Drucks zeitlich gesehen vor
dem Beginn der Einspritzung liegt.
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Bei
dem nun erfolgenden Drehzahlanstieg wird der Ist-Drehzahlanstieg mit einem gewünschten Soll-Drehzahlanstieg
verglichen. Der Ist-Drehzahlanstieg ist also der tatsächlich gemessene
Drehzahlanstieg, der Soll-Drehzahlanstieg ein zum Beispiel in einem
Steuergerät
vorgegebener Drehzahlanstieg. Überschreitet
der Ist-Drehzahlanstieg den Soll-Drehzahlanstieg, wird die Kraftstoffmenge
der Schichteinspritzung, das ist die Einspritzung in die Kompressionsphase,
reduziert. Da das abgegebene Moment im Schichtbetrieb der Kraftstoffmenge
ungefähr
proportional ist, kann so direkt auf den Drehzahlanstieg eingewirkt
werden. Umgekehrt kann bei einer Unterschreitung der Solldrehzahl
die Kraftstoffmenge in der Schichteinspritzung erhöht werden.
Dies gilt sinngemäß auch für eine gesplittete
Einspritzung, nämlich
einer Einspritzung in die Ansaugphase und einer Einspritzung in
die Kompressionsphase. Hier kann durch Variation der Einspritzmenge
in der Kompressionsphase auf den Drehzahlanstieg eingewirkt werden.
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Um
das Moment im Start nicht zu groß werden zu lassen oder das
Lambda in den gewünschten Bereich
zu bringen, kann auch im Drehzahlhochlauf gezielt angedrosselt werden.
Der Zündwinkel
sollte während
des Drehzahlhochlaufs immer bei dem für den jeweiligen Betriebspunkt
optimalen Zündwinkel liegen,
um die benötigte
Kraftstoffmenge möglichst klein
zu halten. Die Androsselung kann auch dazu benutzt werden, einen
vorhandenen Bremskraftverstärker
eines Kraftfahrzeuges zu evakuieren.
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Ist
der Drehzahlhochlauf im Start abgeschlossen, kann auf den normalen
Betrieb übergegangen
werden. Dies kann je nach Erfordernis der Homogenbetrieb (HOM),
der Schichtbetrieb oder auch der Homogensplitbetrieb (HSP) sein.
In den Betriebsarten HOM oder HSB können auch entsprechende Maßnahmen
zur Abgasreduzierung nach dem Start erfolgen, wie beispielsweise
eine Zündwinkelverspätung zur
schnellen Aufheizung der Katalysatoren.