DE102006023693A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006023693A1 DE102006023693A1 DE102006023693A DE102006023693A DE102006023693A1 DE 102006023693 A1 DE102006023693 A1 DE 102006023693A1 DE 102006023693 A DE102006023693 A DE 102006023693A DE 102006023693 A DE102006023693 A DE 102006023693A DE 102006023693 A1 DE102006023693 A1 DE 102006023693A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- fuel
- period
- variation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D41/1408—Dithering techniques
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/025—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by changing the composition of the exhaust gas, e.g. for exothermic reaction on exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Eine Brennkraftmaschine (10) umfasst mehrere Zylinder (12a-12d). In deren Brennräume wird der Kraftstoffzylinder individuell eingebracht. Es wird vorgeschlagen, dass eine Sollkraftstoffmenge (q<SUB>soll</SUB>) zylinderindividuell während eines Zeitraums (t<SUB>E</SUB>) so variiert wird, dass der über dem Zeitraum (t<SUB>E</SUB>) gebildete Mittelwert wenigstens in etwa einer Normal-Sollkraftstoffmenge (q<SUB>soll_norm</SUB>) entspricht, die ohne die besagte Variation einzuspritzen wäre, um einen Soll-Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) herbeizuführen oder beizubehalten.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Computerprogramm, ein elektrisches Speichermedium sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung.
- Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist vom Markt her bekannt. Bei derartigen Brennkraftmaschinen ist jedem Brennraum ein eigener Injektor zugeordnet, der den Kraftstoff, nämlich Benzin, direkt in den Brennraum einspritzt. Die Abgase der Brennkraftmaschine werden durch mindestens einen Katalysator gereinigt. Realisiert wird ein Verfahren der eingangs genannten Art auch bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung, bei denen durch ein oder mehrere Einspritzvorrichtungen der Kraftstoff zylinderindividuell zugemessen und in die Brennräume eingebracht wird.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine möglichst wenig Schadstoffe emittiert werden.
- Offenbarung der Erfindung
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Lösungen sind in den nebengeordneten Patentansprüchen angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen genannt. Außerdem finden sich für die Erfindung wesentliche Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und deren Zeichnung. Dabei können die einzelnen Merkmale für die Erfindung auch in ganz unterschiedlichen Kombinationen wichtig sein.
- Vorteile der Erfindung
- Für eine effektive Reinigung der Abgase ist es erforderlich, dass der Katalysator ein möglichst hohes Temperaturniveau aufweist. Beim Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abgastemperatur erhöht und somit auch das Temperaturniveau des Katalysators angehoben. Damit können die Emissionen gesenkt werden. Dies ist dank der Erfindung ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch möglich und ohne dass zusätzliche Komponenten erforderlich sind.
- Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass durch eine gewollte, also ganz bewusst herbeigeführte oder provozierte zylinderindividuelle Variation der eingespritzten Kraftstoffmenge wenigstens zeitweise im einen Zylinder ein eher fettes, im anderen Zylinder dagegen ein eher mageres Gemisch erzeugt wird. Ein eher fettes Gemisch führt im Abgas zu einem Überschuss von Kohlenwasserstoffen (HC), ein eher mageres Gemisch zu einem Überschuss im Abgas von Sauerstoff (O2). Durch diese beiden Komponenten wird im Bereich vor dem Katalysator und im Katalysator selbst eine exotherme Reaktion in Gang gesetzt, die die Abgastemperatur erhöht und hierdurch den Katalysator vergleichsweise schnell aufheizt.
- Dabei bleiben Drehmoment und Drehzahl von dieser Maßnahme wenigstens im Wesentlichen unbeeinflusst, da erfindungsgemäß der Mittelwert der in jeden Zylinder beziehungsweise in jeden Brennraum eingespritzten Kraftstoffmenge einer Normal-Sollkraftstoffmenge entspricht. Bei dieser handelt es sich um jene (aus dem Stand der Technik bekannte) Sollkraftstoffmenge, die an sich ohne die vorgeschlagene gewollte Variation einzuspritzen wäre, um einen Soll-Betriebszustand der Brennkraftmaschine herbeizuführen oder beizubehalten, also beispielsweise, um eine bestimmte Drehzahl (im Leerlauf) und/oder ein bestimmtes Drehmoment und/oder ein bestimmtes Gemisch bereitzustellen.
- In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Variation von Arbeitsspiel zu Arbeitsspiel neu vorgegeben wird. Dabei wird die Variation der eingespritzten Kraftstoffmenge auf eine möglichst große Anzahl von Arbeitsspielen verteilt, wodurch die Einflüsse auf den Betrieb der Brennkraftmaschine maximal geglättet werden.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass die Variation in einer gewünschten Weise zufällig ist, beispielsweise durch eine Zufallsfunktion vorgegeben wird, was einfach realisiert werden kann. Der Begriff "in gewünschter Weise zufällig" soll darauf hinweisen, dass keine zufällige Variation gemeint ist, die ungewollt beispielsweise durch Bauteiltoleranzen oder gar durch einen Defekt oder eine Fehlfunktion einer Komponente der Brennkraftmaschine hervorgerufen wird, sondern die bewusst herbeigeführt wird und einer Vorgabe entspricht.
- Eine solche in gewünschter Weise zufällige Variation kann vorteilhafterweise so gewählt werden, dass die Variation eine Normalverteilung ist, deren höchste Wahrscheinlichkeitsdichte bei der Normal-Sollkraftstoffmenge liegt. Durch eine solche in Form der Gaußschen Glockenkurve bekannten Normalverteilung wird auf besonders einfache Art und Weise sichergestellt, das die insgesamt über einen bestimmten Zeitraum eingespritzte Kraftstoffmenge im Bereich der Normal-Sollkraftstoffmenge liegt und damit der Normalbetrieb der Brennkraftmaschine durch das erfindungsgemäße Verfahren möglichst wenig beeinflusst wird.
- Eine einfache Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Normal-Sollkraftstoffmenge mit einem in gewünschter Weise zufällig variierenden und normal verteilten Faktor beaufschlagt wird, dessen höchste Wahrscheinlichkeitsdichte bei eins liegt.
- Besonders wichtig ist es, nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine den Katalysator möglichst schnell auf ein Temperaturniveau zu bringen, bei dem seine abgasreinigende Funktion einsetzt. Daher ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Zeitraum unmittelbar nach dem Starten der Brennkraftmaschine besonders vorteilhaft.
- Grundsätzlich kann der Kraftstoff durch eine Einfach- oder eine Mehrfacheinspritzung eingebracht werden. Ersteres ist technisch einfach, Letzteres hat Vorteile bzgl. der Emissionen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wirkungsvoll dann, wenn der Kraftstoff mindestens während des besagten Zeitraums durch eine Homogen-Split-Einspritzung eingespritzt wird, wie sie bei Brennkraftmaschinen mit Benzin-Direkteinspritzung bereits grundsätzlich bekannt ist. In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass der Zeitraum, über den die einzuspritzende Kraftstoffmenge in gewünschter Weise zufällig und normal verteilt variiert wird, dem Zeitraum entspricht, während dem die Homogen-Split-Einspritzung durchgeführt wird. Dabei kann auch nur eine von zwei Homogen-Split-Einspritzungen mit dem normal verteilten Faktor beaufschlagt werden, was den Rechenaufwand reduziert.
- Möglich ist auch, dass die Variationen der in die einzelnen Brennräume eingespritzten Kraftstoffmenge so gekoppelt sind, dass innerhalb eines Arbeitsspiels aller Brennräume die über die Brennräume gemittelte einzuspritzende Sollkraftstoffmenge der Normal-Sollkraftstoffmenge entspricht. Auf diese Weise entspricht bei jedem Arbeitsspiel die insgesamt eingespritzte Kraftstoffmenge der Normal-Sollkraftstoffmenge.
- Zeichnungen
- Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern mit jeweils einem Brennraum; -
2 einen teilweisen Schnitt durch einen Bereich eines Zylinders der Brennkraftmaschine von1 ; -
3 ein Diagramm, in dem das Verhältnis einer Sollkraftstoffmenge zu einer Normal-Sollkraftstoffmenge unmittelbar nach einem Start der Brennkraftmaschine für die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine von2 über der Zeit aufgetragen ist; -
4 ein Diagramm, in dem die Temperatur des Abgases vor einem Katalysator der Brennkraftmaschine von1 über dem Umfang der Variation der Sollkraftstoffmenge aufgetragen ist; und -
5 ein Diagramm ähnlich4 , in dem die Absenkung der emittierten Kohlenwasserstoffe über dem Umfang der Variation der Sollkraftstoffmenge aufgetragen ist. - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Eine Brennkraftmaschine trägt in
1 insgesamt das Bezugszeichen10 . Sie umfasst vier Zylinder12a –12d mit entsprechenden Brennräume14a –14d . Der Zylinder12a ist in2 stärker detailliert dargestellt. Verbrennungsluft gelangt in die Brennräume14a –14d über ein Ansaugrohr16 und Einlassventile18a –18d . Kraftstoff wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel in die Brennräume14a –14d jeweils durch einen Injektor20a –20d eingespritzt. Die Injektoren20a –20d sind an ein nicht dargestelltes "Rail" angeschlossen, in dem der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. Beim Kraftstoff handelt es sich vorliegend um Benzin, die in1 dargestellte Brennkraftmaschine ist also eine solche mit Benzin-Direkteinspritzung ("BDE"). Denkbar ist aber auch die Verwendung eines gasförmigen Kraftstoffs, von Biokraftstoff, oder eines synthetischen Kraftstoffs. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Kraftstoff zylinderindividuell in ein Saugrohr eingespritzt. Letztlich gelten die meisten der nachfolgend dargestellten Prinzipien allgemein für Brennkraftmaschinen mit ottomotorischer Verbrennung bzw. für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung. - Das in den Brennräumen
14a –14d befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch wird jeweils durch eine Zündkerze22a –22d entzündet. Die heißen Verbrennungsabgase werden aus den Brennräumen14a –14d über Auslassventile24a –24d in ein Abgasrohr26 abgeleitet. Dieses führt zu einer Katalysatoranlage28 , welche Schadstoffe im Abgas umwandelt und hierdurch das Abgas reinigt. Der Betrieb der Brennkraftmaschine10 wird von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung30 gesteuert und geregelt, die Signale von verschiedenen, in1 jedoch nicht dargestellten Sensoren und Aktuatoren der Brennkraftmaschine10 erhält. Hierzu gehört beispielsweise ein Fahrpedalgeber, mit dem ein Benutzer der Brennkraftmaschine10 , die in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, einen Drehmomentwunsch äußern kann. Ferner gehören zu diesen Sensoren Temperatursensoren, die die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine10 erfassen, ein HFM-Sensor, welcher die über das Ansaugrohr16 in die Brennräume14a –14d gelangende Luftmasse erfasst und Lambda-Sensoren, die im Bereich der Katalysatoranlage28 angeordnet sind und das Verhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Brennräumen14a –14d erfassen. Angesteuert werden von der Steuer- und Regeleinrichtung30 beispielsweise die Injektoren20 , die Zündkerze22 sowie eine in1 nicht dargestellte Drosselklappe im Ansaugrohr16 (wenn der Index bei einem Bezugszeichen nicht angegeben ist, bedeutet dies hier und nachfolgend, dass die entsprechenden Ausführungen für alle gleichartigen Komponenten gelten). - Um eine optimale Umwandlung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe zu erzielen, muss die Katalysatoranlage
28 eine bestimmte Betriebstemperatur aufweisen. Da die Katalysatoranlage28 unmittelbar nach dem Starten der kalten Brennkraftmaschine10 ebenfalls noch kalt ist, ist während dieses Zeitraums die Umwandlungsrate der im Abgas enthaltenen Schadstoffe vergleichsweise gering. Um die Emissionen zu senken, ist es daher erforderlich, die Katalysatoranlage28 nach dem Starten der kalten Brennkraftmaschine10 möglichst schnell aufzuheizen. - Eine optimale Strategie zur Aufheizung der Katalysatoranlage
28 nach dem Start vereinbart dabei geringe Rohemissionen bei einer gleichzeitig großen Heizleistung. Hierzu wurde die Einspritzstrategie "Homogen-Split" entwickelt, die auch mit "HSP" abgekürzt wird. Bei dieser wird eine erste Einspritzung durch einen Injektor20 während des Ansaugtaktes eines Zylinders12 in den Brennraum14 eingespritzt. Hierdurch wird ein homogenes, jedoch mageres Grundgemisch erzeugt. Dieses ist in2 mit32 bezeichnet. - Eine zweite Einspritzung erfolgt während der Kompressionsphase. Durch diese zweite Einspritzung wird, unterstützt durch eine entsprechende Ausformung der Oberseite eines Kolbens
34 , eine vergleichsweise fette Gemischwolke im Bereich der Zündkerze22 erzeugt. Diese ist in2 mit36 bezeichnet. Der Einspritzzeitpunkt und die Aufteilung der Menge zwischen der ersten und der zweiten Einspritzung werden so gelegt, dass unter Einbeziehung der Transportzeit ein Zündwinkel realisiert werden kann, der bei aussetzerfreier Verbrennung und bei gleichzeitig guter Laufruhe einen weitgehend entdrosselten Betrieb zulässt. Durch die späte Schwerpunktlage wird ein Großteil der frei werdenden Energie nicht in mechanische Energie umgewandelt, sondern im Abgasstrom als Wärme freigesetzt. Hierdurch ist ein schnelles Aufheizen der Katalysatoranlage28 möglich. - Um eine bestimmte Drehzahl beziehungsweise ein bestimmtes Drehmoment der Brennkraftmaschine
10 zu erzielen, wird von der Steuer- und Regeleinrichtung30 für jeden Zylinder12a –12d eine bestimmte Normal-Sollkraftstoffmenge qsoll_norm festgelegt. Wie aus3 hervorgeht, wird diese Kraftstoffmenge mit einem für jeden Zylinder12a –12b ("zylinderindividuell") in einer gewünschten Weise, nämlich entsprechend einer Zufallsfunktion zufällig variierenden und normal verteilten Faktor beaufschlagt, dessen höchste Wahrscheinlichkeitsdichte bei eins liegt. Die Sollkraftstoffmenge qsoll, die in einen Brennraum14 von dem entsprechenden Injektor20 eingespritzt werden soll, kann sich daher von der Normal-Sollkraftstoffmenge qsoll_norm unterscheiden. Dies gilt für jenen Zeitraum, in dem das oben beschriebene Homogen-Split-Einspritzverfahren angewendet wird. Dieser sich unmittelbar an den Start der Brennkraftmaschine anschließende Zeitraum endet zu einem Zeitpunkt tE. - Die Variation des besagten Faktors erfolgt so, dass der über den zum Zeitpunkt tE endende Zeitraum gebildete Mittelwert für jeden Zylinder
12a –12d der einzuspritzenden Sollkraftstoffmenge gsoll der Normal-Sollkraftstoffmenge qsoll_norm entspricht. Der Mittelwert des Verhältnisses zwischen der Sollkraftstoffmenge qsoll und der Normal-Sollkraftstoffmenge qsoll_norm entspricht daher für jeden Zylinder12a –12d für den besagten Zeitraum dem Wert eins. Die bei jedem Arbeitsspiel aller Zylinder12a –12d herrschenden Verhältnisse sind in3 durch Punkte dargestellt. Man erkennt, dass die Verhältnisse für jeden Zylinder12a –12d individuell um den Wert eins zufällig variieren. - Für die Arbeitsspiele der einzelnen Brennräume
14a –14d zu dem hier beispielhaft herausgegriffenen Zeitpunkt t1 bedeutet dies, dass im Brennraum14a ein eher mageres Gemisch erzeugt wird, im Brennraum14b ein eher fettes Gemisch, im Brennraum14c ebenfalls ein eher fettes Gemisch und auch im Brennraum14d ein eher fettes Gemisch erzeugt wird. Durch das eher magere Gemisch im Brennraum14a ergibt sich in dem aus diesem Brennraum14a abströmenden Abgas ein Sauerstoffüberschuss, wohingegen sich in dem aus den anderen Brennräume14b ,14c und14d abströmenden Abgas ein Überschuss an Kohlenwasserstoff ergibt. Im Abgasrohr26 vermischen sich der überschüssige Sauerstoff O2 und der Kohlenwasserstoff HC und führen dort zu einer exothermen Reaktion, die wiederum zu einer Anhebung der Abgastemperatur unmittelbar vor der Katalysatoranlage28 führt. - Zu dem wiederum hier beispielhaft herausgegriffenen Zeitpunkt t2 ergibt sich in den Brennräumen
14c und14d ein eher mageres Gemisch, wohingegen in den Brennräumen14a und14b ein eher fettes Gemisch vorliegt. In der Folge hat das aus den Brennräumen14a und14b abströmende Abgas einen HC-Überschuss, wohingegen das aus den Brennräumen14c und14d abströmende Abgas einen O2-Überschuss aufweist. Auch dies führt wiederum zu der bereits oben erwähnten exothermen Reaktion im Abgasrohr26 , die ebenfalls eine Erhöhung der Abgastemperatur zur Folge hat. Ferner hat die zeitlich variierende Kombination von HC- und O2-Überschuss zur Folge, dass das Abgas in der Aufwärmphase des Katalysators homogener wird, was zu einer geringeren Roh-HC- und NOx-Emission in dieser Phase führt. - Durch das stärker erwärmte Abgas wird die Katalysatoranlage
28 nach dem Start der Brennkraftmaschine10 stärker erwärmt, diese erreicht ihre Betriebstemperatur, bei der sie eine optimale Umwandlungsrate der im Abgas enthaltenen Schadstoffe aufweist, also vergleichsweise schnell. Auf diese Weise werden die von der Brennkraftmaschine10 emittierten Schadstoffe unmittelbar nach deren Start reduziert. Durch die in gewünschter Weise zufällige Variation der einzuspritzenden Sollkraftstoffmenge qsoll bleibt das von der Brennkraftmaschine10 zu erzeugende Drehmoment insgesamt im Wesentlichen unbeeinflusst. - In
4 ist die Abgastemperatur T über der maximal zulässigen Streuung dq, also dem Umfang der Variation der Sollkraftstoffmenge qsoll aufgetragen. Man erkennt, dass bereits bei einer geringen Streuung eine deutliche Temperaturerhöhung dt erzielt wird. Wie umgekehrt aus5 hervorgeht, führt bereits eine vergleichsweise geringe Streuung dq zu einer signifikanten Absenkung dHC der von der Brennkraftmaschine10 unmittelbar nach dem Start emittierten Kohlenwasserstoffe. - Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgte die Variation der einzuspritzenden Sollkraftstoffmenge qsoll individuell für jeden Zylinder
12a –12d , und zwar unabhängig für die einzelnen Zylinder12a –12d . Möglich ist aber auch, die Variationen der Soll-Kraftstoffmengen der einzelnen Brennräume so zu koppeln, dass innerhalb eines Arbeitsspiels aller Brennräume die über die Brennräume gemittelte einzuspritzende Sollkraftstoffmenge der Normal-Sollkraftstoffmenge entspricht. - In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ferner von einer in einer gewünschten Weise zufälligen gewollten Variation ausgegangen. Denkbar ist auch, eine "starr" gesteuerte Variation zu realisieren, beispielsweise in Form einer periodischen Funktion, bevorzugt einer Sinusfunktion mit unterschiedlichen Perioden oder einer Sinusfunktion mit gleichen Perioden und einer bestimmten Phasenverschiebung. Durch die Variation würde dann für jeden Zylinder entsprechend einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf eine Zusatz- oder Minderkraftstoffmenge ermittelt, die additiv mit der Normal-Sollkraftstoffmenge die Soll-Kraftstoffmenge ergibt. Alternativ könnte die Normal-Sollkraftstoffmenge mit einem sich in vorgegebener Weise, beispielsweise periodisch ändernden Faktor beaufschlagt werden, der zwischen einem Wert > 1 und einem Wert < 1 variiert. Der zeitliche Verlauf (bei einer Sinusfunktion beispielsweise durch Amplitude und Periode definiert) könnte darüber hinaus auch noch von einem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine, beispielsweise einer Betriebstemperatur, abhängen.
Claims (15)
- Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (
10 ) mit mehreren Brennräumen (14 ), bei dem Kraftstoff jeweils und vorzugsweise direkt in die Brennräume (14 ) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sollkraftstoffmenge (qsoll) zylinderindividuell während eines Zeitraums (tE) so variiert wird, dass der über den Zeitraum (tE) gebildete Mittelwert wenigstens in etwa einer Normal-Sollkraftstoffmenge (qsoll_norm) entspricht, die ohne die besagte Variation einzuspritzen wäre, um einen Soll-Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10 ) herbeizuführen oder beizubehalten. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation von Arbeitsspiel zu Arbeitsspiel neu vorgegeben wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation in einer gewünschten Weise zufällig ist, insbesondere durch eine Zufallsfunktion vorgegeben wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation eine Normalverteilung ist, deren höchste Wahrscheinlichkeitsdichte bei der Normal-Sollkraftstoffmenge (qsoll_norm) liegt.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Normal-Sollkraftstoffmenge (qsoll_norm) mit einem in gewünschter Weise zufällig variierenden und normal verteilten Faktor beaufschlagt wird, dessen höchste Wahrscheinlichkeitsdichte bei 1 liegt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation einen vorgegebenen zeitlichen Verlauf aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum (tE) unmittelbar nach dem Starten der Brennkraftmaschine (
10 ) beginnt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff während des Zeitraums (tE) pro Arbeitsspiel durch eine Einfach- oder eine Mehrfacheinspritzung eingebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff durch eine Homogen-Split-Einspritzung eingespritzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum, während dem die einzuspritzende Kraftstoffmenge zufällig (qsoll) variiert wird, dem Zeitraum (tE) entspricht, während dem die Homogen-Split-Einspritzung durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine von zwei Homogen-Split-Einspritzungen mit dem normal verteilten Faktor beaufschlagt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Variationen der einzelnen Brennräume so gekoppelt sind, dass innerhalb eines Arbeitsspiels aller Brennräume die über die Brennräume gemittelte einzuspritzende Sollkraftstoffmenge der Normal-Sollkraftstoffmenge entspricht.
- Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
- Elektrisches Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (
30 ) einer Brennkraftmaschine (10 ), dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 12 abgespeichert ist. - Steuer- und/oder Regeleinrichtung (
30 ) für eine Brennkraftmaschine (10 ), dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 programmiert ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006023693.9A DE102006023693B4 (de) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
KR1020087028086A KR20090017526A (ko) | 2006-05-19 | 2007-05-16 | 내연기관 구동 방법 |
JP2009510456A JP2009537729A (ja) | 2006-05-19 | 2007-05-16 | 内燃機関の運転方法 |
EP07729226A EP2024626A1 (de) | 2006-05-19 | 2007-05-16 | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
US12/300,606 US7904232B2 (en) | 2006-05-19 | 2007-05-16 | Method for operating an internal combustion engine |
PCT/EP2007/054778 WO2007135066A1 (de) | 2006-05-19 | 2007-05-16 | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006023693.9A DE102006023693B4 (de) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006023693A1 true DE102006023693A1 (de) | 2007-11-22 |
DE102006023693B4 DE102006023693B4 (de) | 2017-06-08 |
Family
ID=38283005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006023693.9A Active DE102006023693B4 (de) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7904232B2 (de) |
EP (1) | EP2024626A1 (de) |
JP (1) | JP2009537729A (de) |
KR (1) | KR20090017526A (de) |
DE (1) | DE102006023693B4 (de) |
WO (1) | WO2007135066A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013208721A1 (de) | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors |
CN110552830A (zh) * | 2018-06-01 | 2019-12-10 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
CN113614351A (zh) * | 2019-03-20 | 2021-11-05 | 沃尔沃遍达公司 | 用于控制内燃机的方法和控制系统 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008001606B4 (de) * | 2008-05-07 | 2019-11-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE102013222547A1 (de) * | 2013-11-06 | 2015-05-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Erkennen einer Abweichung einer Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge eines Injektors einer Brennkraftmaschine |
JP7223268B2 (ja) * | 2019-04-04 | 2023-02-16 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
DE102020210984B4 (de) | 2020-08-31 | 2022-07-07 | Vitesco Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Fluideinspritzmenge eines Einspritzsystems |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2502385B2 (ja) * | 1989-09-06 | 1996-05-29 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の燃料量及び点火時期制御方法および装置 |
US5357928A (en) * | 1992-03-25 | 1994-10-25 | Suzuki Motor Corporation | Fuel injection control system for use in an internal combustion engine |
US5634448A (en) * | 1994-05-31 | 1997-06-03 | Caterpillar Inc. | Method and structure for controlling an apparatus, such as a fuel injector, using electronic trimming |
DE19510642C2 (de) * | 1994-12-02 | 1997-04-10 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffen des Abgases einer mehrere Zylinder aufweisenden Brennkraftmaschine |
US5642722A (en) * | 1995-10-30 | 1997-07-01 | Motorola Inc. | Adaptive transient fuel compensation for a spark ignited engine |
JP3772567B2 (ja) * | 1999-02-08 | 2006-05-10 | マツダ株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
JP3731403B2 (ja) * | 1999-09-09 | 2006-01-05 | 日産自動車株式会社 | 直噴火花点火式内燃機関の制御装置 |
DE10017545A1 (de) * | 2000-04-08 | 2001-10-11 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
US6671611B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-12-30 | Bombardier Motor Corporation Of America | Method and apparatus for identifying parameters of an engine component for assembly and programming |
DE10127289A1 (de) * | 2001-06-05 | 2002-12-12 | Alstom Switzerland Ltd | Brennstoffversorgungssystem und zugehöriges Betriebsverfahren |
WO2003085249A1 (de) * | 2002-04-08 | 2003-10-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum überwachen einer brennkraftmaschine |
DE10229019A1 (de) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine |
US6712045B1 (en) * | 2002-08-08 | 2004-03-30 | Detroit Diesel Corporation | Engine control for a common rail fuel system using fuel spill determination |
DE10303391B4 (de) * | 2003-01-29 | 2016-12-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit mit einem Verbrennungsmotor |
DE102004053266A1 (de) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Korrigieren des Einspritzverhaltens eines Injektors |
-
2006
- 2006-05-19 DE DE102006023693.9A patent/DE102006023693B4/de active Active
-
2007
- 2007-05-16 EP EP07729226A patent/EP2024626A1/de not_active Withdrawn
- 2007-05-16 WO PCT/EP2007/054778 patent/WO2007135066A1/de active Application Filing
- 2007-05-16 US US12/300,606 patent/US7904232B2/en active Active
- 2007-05-16 JP JP2009510456A patent/JP2009537729A/ja not_active Withdrawn
- 2007-05-16 KR KR1020087028086A patent/KR20090017526A/ko active IP Right Grant
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013208721A1 (de) | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors |
CN110552830A (zh) * | 2018-06-01 | 2019-12-10 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
CN113614351A (zh) * | 2019-03-20 | 2021-11-05 | 沃尔沃遍达公司 | 用于控制内燃机的方法和控制系统 |
US11808223B2 (en) | 2019-03-20 | 2023-11-07 | Volvo Penta Corporation | Method and a control system for controlling an internal combustion engine |
CN113614351B (zh) * | 2019-03-20 | 2023-12-01 | 沃尔沃遍达公司 | 用于控制内燃机的方法和控制系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7904232B2 (en) | 2011-03-08 |
US20090210133A1 (en) | 2009-08-20 |
DE102006023693B4 (de) | 2017-06-08 |
JP2009537729A (ja) | 2009-10-29 |
KR20090017526A (ko) | 2009-02-18 |
EP2024626A1 (de) | 2009-02-18 |
WO2007135066A1 (de) | 2007-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69809335T2 (de) | Dieselbrennkraftmaschine | |
DE102004053123B4 (de) | Kompressionszündungsbrennkraftmaschine | |
DE602004012478T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung von Mehrfachfacheinspritzung und variablen Ventilsteuerzeiten in einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine | |
EP2004975B1 (de) | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine | |
EP2147205B1 (de) | Verfahren zur zylindergleichstellung einer brennkraftmaschine | |
DE102006023693B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
EP2209977B1 (de) | Brennkraftmaschine, die mit unterschiedlichen typen von flüssigem kraftstoff betrieben werden kann | |
DE112006002990T5 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer funkengezündeten Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung | |
DE69920552T2 (de) | Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine | |
DE10131927A1 (de) | Kraftstoffeinspritzzeitsteuersystem für Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und Verfahren dafür | |
DE102011102469B4 (de) | Steuersystem für eine kraftstoffeinspritzung mit geringer menge | |
DE102013209236A1 (de) | Motorsystem und verfahren zum betrieb eines motors mit direkteinspritzung | |
DE102006019894B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
WO2012089389A1 (de) | Verfahren zum betrieb einer einspritzanlage für eine brennkraftmaschine | |
DE102010029935B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor | |
WO2009049817A1 (de) | Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten, direkteinspritzenden 4-takt-brennkraftmaschine | |
DE60133064T2 (de) | Brennkraftmaschine mit externer Unterstützung für stabile Selbstzündung | |
WO2003027473A1 (de) | Verfahren zum vermeiden einer spritzlochinnenverkokung von spritzlöchern eines mehrloch-einspritzventils | |
DE10141888A1 (de) | Verfahren zur Ansteuerung von Kraftstoffeinspritzventilen, Steuergerät für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine | |
DE102009025480B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
DE10042937B4 (de) | Ottomotor mit Steuervorrichtung für die Direkteinspritzung | |
WO2013023833A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine | |
DE102018108085B4 (de) | Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor | |
DE102015223862A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit dualer Kraftstoffeinspritzung | |
DE10333261B4 (de) | Verfahren zum Betrieb eines direkt einspritzenden Ottomotors sowie direkt einspritzender Ottomotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20130204 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |