DE102006030213A1 - Homogenized injection process - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine, bei der ein Kraftstoff direkt in einen Verbrennungsraum eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird, wobei eine in einem Ansaug-Takt zuzuführende Kraftstoffmenge zumindest annähernd proportional zu einer parallel in den Zylinder einströmenden Frischluftmenge angepasst eingespritzt wird. Des Weiteren wird eine entsprechende Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen.The present invention relates to a method of operating a spark-ignition internal combustion engine in which a fuel is injected directly into a combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine, wherein an amount of fuel to be supplied in a suction cycle is injected at least approximately proportional to an amount of fresh air flowing in parallel into the cylinder , Furthermore, a corresponding internal combustion engine is proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine wie auch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Fremdzündung.The The present invention relates to a method of operating a spark-ignited internal combustion engine as well as an internal combustion engine with a spark ignition.

Direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschinen mit Fremdzündung, die nach dem Ottoprinzip arbeiten, sind in den letzten Jahren immer mehr zum Stand der Technik in ihrer Realisierung geworden. Mittels der Direkteinspritzung sollen Leistungsverluste, die bei Kammermotoren auftreten können, minimiert werden. Hierzu ist es notwendig, dass die Einspritzung an das Betriebsverhalten des Motors angepasst erfolgen kann. Beispielsweise geht hierzu aus der DE 10 256 474 B3 ein Verfahren hervor, bei dem einerseits mittels einer variablen Nockenwellenverstellung eine Ventilüberschneidung der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Zum anderen soll ein homogener Betrieb der Brennkraftmaschine dadurch ermöglicht werden, dass die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in zwei Teilmengen aufgeteilt wird. Während eine erste Teilmenge in einen Ansaugtakt eingespritzt wird, soll eine zweite Teilmenge in den Kompressionstakt eingespritzt werden. Ein Aufteilungsverhältnis zwischen den beiden Teilmengen soll abhängig vom Lastbereich der Brennkraftmaschine festgelegt sein.Direct injection internal combustion engines with spark ignition, which operate on the Otto principle, have become in recent years more and more the state of the art in their implementation. By means of direct injection, power losses that can occur in chamber engines should be minimized. For this it is necessary that the injection can be adapted to the operating behavior of the engine. For example, this goes from the DE 10 256 474 B3 a method in which on the one hand by means of a variable camshaft adjustment a valve overlap of the gas exchange valves of the internal combustion engine is set. On the other hand, a homogeneous operation of the internal combustion engine is to be made possible by the fact that the total fuel injection quantity is divided into two subsets. While a first subset is injected into an intake stroke, a second subset is to be injected into the compression stroke. A division ratio between the two subsets should be determined depending on the load range of the internal combustion engine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Homogenisierung in einem Verbrennungsraum einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine zu verbessern.task The present invention is a homogenization in a Combustion chamber of a direct-injection, spark-ignited internal combustion engine to improve.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie mit einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 22 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 and with an internal combustion engine having the features of the claim 22 solved. Further advantageous embodiments and further developments are in the respective subclaims specified.

Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, bei der ein Kraftstoff direkt in einen Verbrennungsraum eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird, wobei eine in einem Ansaug-Takt zuzuführende Kraftstoffmenge zumindest annähernd proportional zu einer parallel in den Zylinder einströmenden Frischluftmenge angepasst eingespritzt wird. Die Zuführung der Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der ebenfalls einströmenden Frischluftmenge ermöglicht die Homogenisierung schon bei und während der Zuführung beider Ströme. Durch die entsprechende Anpassung des einströmenden Kraftstoffstromes an die ebenfalls ein strömende Frischluftmenge kann durch beispielsweise eine entsprechende Winkelstrahlgeometrie des Einspritzstrahles in die zugeführte Frischluftmenge eine Verteilung und Homogenisierung erreicht werden, die damit während des Ansaugtaktes erfolgt.It is a method for operating a spark-ignited internal combustion engine proposed in which a fuel directly into a combustion chamber a cylinder of the internal combustion engine is injected, wherein an amount of fuel to be supplied in an intake stroke at least nearly proportional to an amount of fresh air entering the cylinder in parallel is injected appropriately. The supply of fuel in dependence from the incoming fresh air amount allows the homogenization already during and during the supply of both Streams. By the appropriate adjustment of the incoming fuel flow which is also a flowing one Fresh air quantity can, for example, a corresponding Winkelstrahlgeometrie of the injection jet in the supplied fresh air amount a distribution Homogenization and achieved during the intake stroke.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest annähernd eine Gesamt-Kraftstoffmenge für einen Verbrennungstakt während des Ansaug-Taktes zugeführt wird. Durch die Homogenisierung während des Ansaug-Taktes aufgrund der Anpassung an den jeweils momentan einströmenden Frischluftstrom ist es möglich, auf eine Verteilung der Einspritzung der Kraftstoffmenge in unterschiedliche Takte der Verbrennungskraftmaschine weitestgehend verzichten zu können. Beispielsweise ist vorgesehen, dass die zuzuführende Kraftstoffmenge zumindest annähernd über den gesamten Ansaug-Takt verteilt eingespritzt wird. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, dass dieses nur über einen Bereich des Ansaugtaktes erfolgt, wobei dann jedoch wiederum eine proportionale Einspritzung zum momentan einströmenden Frischluftmassenstrom erfolgt.Preferably is provided that at least approximately a total amount of fuel for one Combustion cycle during fed to the intake stroke becomes. Due to the homogenization during the intake stroke due to the adaptation to the momentarily incoming fresh air flow is possible, to a distribution of the injection of the fuel quantity into different ones Clocks of the internal combustion engine largely refrain can. For example, it is provided that the amount of fuel to be supplied at least approximately over the entire intake stroke is distributed injected. It exists, however also the possibility that this only over a portion of the intake stroke takes place, but then again a proportional injection to the momentarily incoming fresh air mass flow he follows.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Gesamt-Kraftstoffmenge in mehrere Teil-Kraftstoffmengen aufgeteilt eingespritzt wird, wobei dieses während des Ansaug-Taktes erfolgt. Indem mehrere Teil-Kraftstoffmengen eingespritzt werden, können diese jeweils an den jeweiligen Frischluftmassenstrom angepasst sein. Dieses fördert eine Homogenisierung. Durch eine Aufteilung in unterschiedliche Teil-Kraftstoffmengen ist die Möglichkeit gegeben, eine Anpassung an zuviel oder an zuwenig zugeführten Kraftstoff innerhalb des Ansaug-Taktes ausgleichen zu können. Beispielsweise ist hierfür eine Regelsteuerung vorhanden, die in der Lage ist, während des Ansaug-Taktes den Grad der Homogenisierung ermitteln zu können.A further embodiment provides that the total amount of fuel in several partial fuel quantities split is injected, this is done during the intake stroke. By injecting multiple partial fuel quantities, these can each adapted to the respective fresh air mass flow. This promotes a homogenization. By dividing into different ones Partial fuel quantities is the possibility given an adaptation to too much or too little fuel supplied to be able to compensate within the intake stroke. For example, this is a rule control which is capable of, during the intake stroke the Determine the degree of homogenization.

Im Folgenden wird im Rahmen dieser Erfindung unter dem Begriff Steuerung auch eine Regelung verstanden, so dass ein offener wie auch ein geschlossener Steuerungs- bzw. Regelungskreis durch die Steuerung vorgenommen werden kann, um beispielsweise den gewünschten Grad der Homogenisierung zu erreichen.in the The following is used in the context of this invention under the term control also understood a scheme, so that an open as well as a closed control loop by the controller can be made to, for example, the desired Degree of homogenization.

Neben der Frischluftmenge, die bei einer Steuerung eingeht, wird des Weiteren auch auf die Geschwindigkeit des Frischluftmassenstromes vorzugsweise mit abgestellt, um eine annähernd proportionale Kraftstoffmenge bestimmen zu können. Des Weiteren kann eine Drall- und/oder Swirleigenschaft der einströmenden Frischluftmenge ebenfalls bei der Ermittlung der zuzuführenden Kraftstoffmenge mit eingehen. Vorzugsweise wird ebenfalls der Einfluss einer Abgasrückführung bei der Bestimmung der zuzuführenden Kraftstoffmenge berücksichtigt. Auf diese Weise gelingt es, einen hohen Grad der Homogenisie rung an den jeweiligen momentan vorliegenden Zustand während des Ansaug-Taktes zu ermöglichen. Insbesondere erlaubt dieses, über den Ansaug-Takt betrachtet, einen unterschiedlichen, aber jeweils momentan angepassten Kraftstoffmengenstrom in den Verbrennungsraum einspritzen zu können. Damit wird insbesondere vermieden, dass zwar eine Gesamtfrischluftmenge, die insgesamt während eines Ansaug-Taktes zur Verfügung gestellt wird, bei der Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge nur alleine Berücksichtung findet, eine zeitliche Komponente dabei jedoch keine Berücksichtigung findet. Für eine ausreichende Homogenisierung ist es vielmehr vorteilhaft, dass zeitlich betrachtet, zumindest auf einzelne Zeitabschnitte des Ansaug-Taktes und den jeweiligen Zustandsparametern zu diesen Zeittakten Bezug genommen wird, wenn ein einzuspritzender Kraftstoffmassenstrom ermittelt wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, bei entsprechend genauer Signalauflösung eine annähernd zeitgleiche Steuerung bzw. Regelung zu jeglichem Zeitpunkt des Ansaug-Taktes vornehmen zu können.In addition to the amount of fresh air, which is received in a controller, is also preferably also turned off on the speed of the fresh air mass flow, in order to determine an approximately proportional amount of fuel can. Furthermore, a swirling and / or swirling property of the inflowing fresh air quantity can also be included in the determination of the fuel quantity to be supplied. Preferably, the influence of an exhaust gas recirculation in the determination of the amount of fuel to be supplied is also taken into account. In this way, it is possible to allow a high degree of homogenization tion to the respective present state during the intake stroke. In particular, this allows a different, but considered, over the intake stroke each currently adapted fuel flow into the combustion chamber can inject. This avoids, in particular, that although a total amount of fresh air that is made available overall during a suction cycle only takes account of itself when determining the quantity of fuel to be injected, a temporal component is not taken into consideration. Rather, for sufficient homogenization, it is advantageous that, with regard to time, reference is made at least to individual time segments of the intake cycle and the respective state parameters to these timing cycles when a fuel mass flow to be injected is determined. In addition, there is the possibility, with a correspondingly accurate signal resolution, of being able to carry out an approximately simultaneous control or regulation at any time during the intake cycle.

Eine weitere Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens sieht vor, dass eine getaktete Mehrfach-Einspritzung während des Ansaug-Taktes erfolgt. Die Mehrfach-Einspritzung ist wieder abhängig von dem zugeführten Frischluftmassenstrom. Hierbei besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass eine Taktung der Mehrfach-Einspritzung mit gleichen Zeittakten während eines Ansaug-Taktes eingestellt wird. Beispielsweise ist dieses bei besonders hohen Drehzahlen möglich. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Taktung der Mehrfach-Einspritzung mit verschiedenen Zeittakten während eines Ansaug-Taktes eingestellt wird. Dieses wird beispielsweise bei eher niedrigen Drehzahlen vorgenommen. Durch die Einstellung der Zeittaktdauer kann insbesondere die Genauigkeit der angepassten Kraftstoffmenge an den momentan einströmenden Frischluftmassenstrom angepasst werden. Dieses erhöht den Homogenisierungsgrad im Verbrennungsraum. Neben der Wahl einer gleichförmigen Taktung der Mehrfach-Einspritzung über einen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine besteht auch die Möglichkeit, dass eine annähernd kontinuierliche Einspritzung mit einem sich ändernden Mengenstrom an Kraftstoff über den Ansaug-Takt erfolgt. Dieses wird insbesondere bei höheren Drehzahlen angestrebt, wenn für eine Taktung nur noch ein geringer Zeitrahmen zur Verfügung steht und damit die notwendigen Trägheitskräfte des Einspritzventils nicht ausreichend und genau genug überwunden werden können. Beispielsweise kann dann auf eine hubgesteuerte Einspritzung umgestellt werden.A further embodiment of the proposed method provides a pulsed multiple injection takes place during the intake stroke. The multiple injection is again dependent on the supplied fresh air mass flow. in this connection for example, it is possible to that one timing of the multiple injection with equal timing while a suction cycle is set. For example, this is possible at particularly high speeds. A further embodiment provides that a timing of the multiple injection with different timed cycles during a suction stroke is set. This is for example at rather low Speeds made. By setting the time clock duration can in particular the accuracy of the adjusted fuel quantity the momentarily incoming fresh air mass flow be adjusted. This increases the degree of homogenization in the combustion chamber. Besides the choice of one uniform timing the multiple injection over an operating range of the internal combustion engine also exists the possibility, that approximate continuous injection with a changing mass flow of fuel over the Intake cycle is done. This is especially at higher speeds desired, if for a timing only a small time frame is available and thus the necessary inertial forces of the Injector not sufficient and accurate enough overcome can be. For example, then switched to a stroke-controlled injection become.

Des Weiteren ist es bevorzugt, dass eine Zusatz-Kraftstoffmenge nach Abschluss des Ansaug-Taktes vor Zünd-OT eingespritzt wird. Vorzugsweise erfolgt dieses erst unmittelbar vor Zünd-OT. Insbesondere wird darauf abgestellt, dass die Zusatzkraftstoffmenge, die eingespritzt wird, geringer ist als die eingespritzte Kraftstoffmenge während des Ansaug-Taktes. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kraftstoffmenge während des Ansaug-Taktes mit einem anderen Winkel in den Verbrennungsraum eingespritzt wird als eine Zusatz-Kraftstoffeinspritzung vor Zünd-OT. Auf diese Weise kann die Zusatz-Kraftstoffmenge für die Zündung selbst genutzt werden, und insbesondere eine mit der Zündung entstehende Weitertragung der entstandenen Flammfront an das übrige homogene Gemisch verbessert werden. Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine eine homogene Zylinderbefüllung während des Ansaug-Taktes erfolgt, und vor einer Zündung eine Zusatz-Kraftstoffeinspitzung erfolgt, die einen Bereich in dem Verbrennungsraum des Zylinders in der Nähe einer Zündeinrichtung mit einem Lambda-Wert schafft, dessen Wert größer ist als derjenige, der zum Zeitpunkt der Zusatz-Kraftstoffeinspritzung in einem anderen Bereich im Verbrennungsraum des Zylinders herrscht, insbesondere in der Nähe eines Kolbenbodens des Zylinders herrscht. Auf diese Weise soll die Möglichkeit bestehen, eine angefettete Schichtung entstehen zu lassen, die eine bessere Zündung durch die Fremdzündung aufweist. Des Weiteren erlaubt dieses, dass das homogene Gemisch unterstöchiometrisch im Verbrennungsraum während der Ansaug-Phase angeordnet werden kann. Beispielsweise kann ein Bereich des Verbrennungsraumes mit einem homogenen Gemisch hergestellt werden, bei dem Lambda in einem Bereich zwischen 0,85 und 0,99 angeordnet ist. Durch die kurz vor Zündung zugeführte Zusatz-Kraftstoffeinspritzung kann in einem Bereich der Zündkerze angeordneten Umfeld des Verbrennungsraumes ein Bereich mit Lamda größer 1 ausreichend Kraftstoff zur Verfügung stellen, der bei der weiteren Verbrennung in die homogenen Bereiche mit Lambda kleiner 1 hineingelangt.Of Further, it is preferable that an additional amount of fuel after Completion of the intake stroke is injected before ignition TDC. Preferably This takes place immediately before ignition TDC. In particular will be on it turned off that the additional fuel amount that is injected less than the amount of fuel injected during the intake stroke. According to one Further training is provided that the amount of fuel during the Injection stroke injected at a different angle in the combustion chamber is considered an additional fuel injection before ignition TDC. On this way, the additional amount of fuel can be used for the ignition itself, and especially one with the ignition resulting transfer of the resulting flame front to the rest of homogeneous Mixture be improved. For this it is intended, for example, that while the operation of the internal combustion engine, a homogeneous cylinder filling during the Intake stroke occurs, and before ignition an additional fuel injection takes place, which covers an area in the combustion chamber of the cylinder near an ignition device with a lambda value whose value is greater than that which at the time of additional fuel injection in another Area prevails in the combustion chamber of the cylinder, in particular near a piston crown of the cylinder prevails. That way the possibility consist of producing a greased layering, the one better ignition by the spark ignition having. Furthermore, this allows the homogeneous mixture substoichiometric in the combustion chamber during the suction phase can be arranged. For example, a Area of the combustion chamber made with a homogeneous mixture lambda in a range between 0.85 and 0.99 is arranged. By the moment before ignition supplied Additional fuel injection may occur in one area of the spark plug arranged environment of the combustion chamber an area with lambda greater than 1 sufficient fuel to disposal put, in the further combustion in the homogeneous areas with lambda less than 1 got in.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine eine Einspritzung der eingespritzten Kraftstoffmenge während des Ansaug-Taktes von einer annähernd proportionalen getakteten Einspritzung zu einer annähernd kontinuierlichen Einspritzung umgestellt wird. Beispielsweise ist vorgesehen, dass in einem Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ein mengenproportionale getaktete Einspritzung und in einem Betriebsbereich mit höherer Drehzahl eine mengenproportionale, kontinuierliche, insbesondere hubgesteuerte Einspritzung über den Ansaug-Takt erfolgt.A Continuing education provides that during the Operating the internal combustion engine an injection of the injected Fuel quantity during the suction stroke of an approximate proportional clocked injection to an approximately continuous Injection is changed. For example, it is provided that in a low speed operating range of the internal combustion engine a volume proportional clocked injection and operating range with higher Speed a quantity proportional, continuous, in particular stroke-controlled injection over the intake stroke takes place.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Verbrennungskraftmaschine in unterschiedlichen Betriebsbereichen mit unterschiedlichen Einspritzverfahren betrieben wird. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass in einem Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine eine Einspritzung eines Großteiles der Kraftstoffmenge erst kurz vor der Zündung erfolgt, während in einem anderen Betriebsbereich, so wie vorgeschlagen, das Verfahren einen jeweils angepassten Kraftstoffmassenstrom über den Ansaug-Takt proportional zu dem jeweils einströmenden Luftmassenstrom vorsieht.Furthermore, there is the possibility that the internal combustion engine is operated in different operating ranges with different injection methods. For example, there is the possibility that in an operating range of the internal combustion engine an injection of a large part of the fuel quantity takes place shortly before ignition, while in another Betriebsbe rich, as proposed, the method provides a respectively adapted fuel mass flow over the intake stroke proportional to the respective incoming air mass flow.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kraftstoffeinspritzung unterbunden wird, wenn ein Rückausströmen von einem Teilstrom der in den Zylinder im Ansaug-Takt eingeströmten Frischluftmenge bei geöffnetem Einlassventil erfolgt, insbesondere wenn ein Rückeinströmen detektiert wird. Vorzugsweise wird eine Kraftstoffeinspritzung vor einem Rückausströmen unterbunden.Preferably it is provided that the fuel injection is prevented, if a backflow of a partial flow of fresh air flowed into the cylinder in the intake stroke when open Inlet valve occurs, especially when a return inflow is detected. Preferably prevented fuel injection from backflow.

Neben den oben genannten Parametern, mittels denen der Kraftstoffmengenstrom, über den Ansaug-Takt beeinflusst wird, kann eine weitere Anpassung der Einspritzung auch über einen Ansaug-Takt in Abhängigkeit von einer Verstellung einer Ventilsteuerzeit eines der Ventile, insbesondere eines Auslassventils erfolgen. Beispielsweise kann dieses zylinderselektiv wie auch über die gesamte Verbrennungskraftmaschine im Rahmen einer entsprechenden Strategie erfolgen. Insbesondere kann dieses bei nockengesteuerten Ventilen über eine Nockenwellenverstellung wie auch über eine Nockenverstellung selbst erfolgen, beispielsweise stufenlos oder in Stufen. Auch besteht die Möglichkeit, einen vollständig variablen Ventiltrieb einzusetzen. Hierzu kann beispielsweise ein elektromagnetischer Ventiltrieb, ein elektrohydraulischer Ventiltrieb oder ein sonstiger, stufenlos verstellbarer Ventiltrieb eingesetzt werden. Dieses erlaubt weiterhin, Ventilüberschneidungen, insbesondere von Einlass- und Auslassventilen, die zueinander angeordnet sind, zur Verbesserung eines Spulens wie auch hinsichtlich einer internen Abgasrückführung bei einem Zylinder zu ermöglichen.Next the above parameters, by means of which the fuel flow rate, via the intake stroke can be influenced, a further adjustment of the injection also over a Intake cycle in dependence an adjustment of a valve timing of one of the valves, in particular an outlet valve. For example, this can be cylinder-selective as well as over the entire internal combustion engine as part of a corresponding Strategy. In particular, this can cam-controlled Valves over a camshaft adjustment as well as a cam adjustment themselves, for example continuously or in stages. Also exists the possibility, a complete one use variable valve train. For this purpose, for example, a electromagnetic valve train, an electrohydraulic valve train or another, continuously variable valve train used become. This also allows valve overlaps, in particular intake and exhaust valves arranged to each other, to improve winding as well as internal Exhaust gas recirculation at to allow a cylinder.

Neben dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in einem Magerbetrieb, wenn die Kraftstoffmenge proportional zur Frischluftmenge über den Ansaug-Takt eingespritzt wird, besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, die Kraftstoffmenge in einem anderen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine im wesentlichen außerhalb des Ansaug-Taktes einzuspritzen. Dieses kann ebenfalls im Magerbetrieb erfolgen.Next the operation of the internal combustion engine in a lean operation, when the amount of fuel is proportional to the amount of fresh air above the intake stroke insists it exists also the possibility the amount of fuel in another operating range of the internal combustion engine essentially outside the intake stroke inject. This can also be done in lean operation.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Fremdzündung vorgeschlagen, die eine Direkteinspritzung eines Kraftstoffes in einen Verbrennungsraum eines Zylinders aufweist und eine Steuerung hat, die eine einzuspritzende Kraftstoffmenge und deren Einspritzzeitpunkt bestimmt, sowie eine Einrichtung zur Ermittlung einer in den Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine einströmenden Luftmenge, eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Betriebsparameters einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine und eine Ansteuerung eines dem Zylinder zugeordneten Einspritzventils. Das Einspritzventil führt zumindest annähernd proportional zu der einströmenden Luftmenge eine angepasste Kraftstoffmenge über einen Ansaug-Takt verteilt dem Verbrennungsraum zu.According to one Another idea of the invention is an internal combustion engine with a spark ignition proposed that a direct injection of a fuel in has a combustion chamber of a cylinder and has a control, the amount of fuel to be injected and its injection timing determined, as well as a device for determining a in the combustion chamber the internal combustion engine inflowing air quantity, a device for determining an operating parameter of a crankshaft of the internal combustion engine and a control of an injection valve associated with the cylinder. The injection valve leads at least approximately proportional to the incoming Air quantity an adjusted amount of fuel distributed over an intake stroke the combustion chamber to.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Ermittlung des Betriebsparameters der Kurbelwelle mit der Ansteuerung gekoppelt ist. Auf diese Weise ist ermöglicht, dass die Ansteuerung selbst von der Steuerung unabhängig beispielsweise im Notlaufbetrieb oder auch im Normalbetrieb eine Einspritzung zumindest gesteuert vornehmen kann.According to one Embodiment is preferably provided that the device for determining the operating parameter of the crankshaft with the control is coupled. In this way it is possible that the control even independent of the control for example, in emergency mode or in normal operation one Injection can make at least controlled.

Vorzugsweise ist das Einspritzventil getaktet ansteuerbar. Auf diese Weise ist es möglich, dass eine annähernde Proportionalität zwischen dem Luftmengenstrom und dem einzuspritzenden Kraftstoffstrom über die Taktgeschwindigkeit bzw. Takthäufigkeit zumindest gesteuert werden kann. Beispielsweise besteht zusätzlich die Möglichkeit, dass eine Hubsteuerung ebenfalls durch das Einspritzventil ermöglicht wird. Auf diese Weise kann neben einer Änderung des Einspritztaktes und damit der Zeitdauer des Einspritzvorganges auch die zur Verfügung stehende Einspritzöffnung und damit der Einspritzmassenstrom über den Hub geändert werden. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Einspritzventil kontinuierlich proportional ansteuerbar ist. Beispielsweise kann dieses hubgesteuert sein. Durch eine Änderung des Hubes während des Ansaug-Taktes kann damit angepasst an den eintretenden Luftmassenstrom auch der Kraftstoffmassenstrom, der eingespritzt wird, verändert werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass das Einspritzventil piezoelektrisch betätigt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Einspritzventil getaktet wie auch kontinuierlich proportional ansteuerbar ist. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, in einem Betriebsbereich eine Taktung vorzunehmen und in einem anderen Betriebsbereich eine kontinuierliche Kraftstoffstrommenge einzuspritzen. Letzteres erlaubt insbesondere bei hohen Drehzahlen eine zumindest annähernde Einhaltung der Proportionalität bei möglichst geringem Energiebedarf für das Einspritzventil.Preferably is the injection valve clocked controlled. That way is it is possible that approximate proportionality between the air flow rate and the fuel flow to be injected over the Clock speed or clock frequency at least it can be controlled. For example, there is additionally the Possibility, that a stroke control is also made possible by the injection valve. In this way, in addition to a change in the injection rate and thus the duration of the injection process and the available Injection port and thus the injection mass flow can be changed via the stroke. Another embodiment provides that the injection valve continuously is proportionally controllable. For example, this can be stroke-controlled be. By a change of the stroke during The intake stroke can thus be adapted to the incoming air mass flow Also, the fuel mass flow that is injected, to be changed. For example, there is the possibility that the injection valve is actuated piezoelectrically. Preferably provided that the injection valve clocked as well as continuously is proportionally controllable. In this way it is possible to to clock in one operating area and in another operating area to inject a continuous stream of fuel. The latter allows at least approximately compliance at least at high speeds proportionality if possible low energy requirement for the injection valve.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Einspritzventil verschiedene Einspritzwinkel aufweist, die in unterschiedlichem Lastbereich verschieden freigegeben werden. Auf diese Weise ist ermöglicht, dass beispielsweise ein homogen gemischter Bereich im Verbrennungsraum entsteht und in einem anderen Betriebsbereich im Verbrennungsraum eine andersartige Verteilung ermöglicht wird. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass verschiedene Einspritzwinkel beim Einspritzventil ermöglicht werden, um beispielsweise einerseits einen homogenen Mischungsbereich im Verbrennungsraum vorzusehen, über den andererseits ein nicht homogener Bereich beispielsweise mit einem Lambda-Wert größer 1 übergeschichtet werden kann.A further embodiment provides that the injection valve has different injection angles, which are released differently in different load range. In this way, it is possible, for example, for a homogeneously mixed area to be created in the combustion space and for a different distribution to be made in another operating area in the combustion space. Furthermore, there is the possibility that different injection angles are made possible at the injection valve in order, for example, to provide a homogeneous mixing region in the combustion chamber on the one hand, on the other hand, on the other hand, a non-homogeneous region, for example, with a lambda value greater than 1 can be overlaid.

Vorzugsweise ist die Steuerung in der Lage, so auch eine Regelung bezüglich des einzuspritzenden Kraftstoffmengenstromes vorzunehmen. Beispielsweise kann hierfür vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Parameter in Bezug auf die Fluidmassenströme in Echtzeit aufgenommen werden. Beispielsweise kann hierzu ein Kraftstoffmassenstrom direkt gemessen werden. Auch besteht die Möglichkeit, den eintretenden Luftmassenstrom über eine entsprechende Detektiereinheit zu ermitteln. Beispielsweise kann ein Heißfilmluftmassenmesser oder ein sonstiges Messgerät für den Luftmassenstrom eingesetzt werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass eine Breitband-Lambda-Sonde mit der Steuerung verknüpft ist, wobei ein Lambda-Wert als Ist-Wert in eine Regelung des einzuspritzenden Kraftstoffes eingeht. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Aufladung des zugeführten Luftmassenstromes erfolgt. Dieses kann beispielsweise mittels einer mechanischen Aufladung, mittels eines Abgasturboladers oder einer sonstigen Aufladung erfolgen. Insbesondere können derartige System auch gekoppelt vorliegen, wobei diese zusammen oder auch getrennt in unterschiedlichen Betriebsbereichen genutzt werden können. Beispielsweise ist vorgesehen, dass eine mechanische Aufladung und ein Abgasturbolader jeweils mit der Steuerung gekoppelt sind, um eine einströmende Luftmenge an einen geforderten Lastzustand anzupassen, wobei die Einrichtung eine Ist-Größe der Luftmenge erfasst und als Ist-Größe einer Regelung des einzuspritzenden Kraftstoffes zur Verfügung stellt. Beispielsweise kann bei zu niedrigem oder zu hohem Luftmassenstrom der Ladedruck abgesenkt bzw. erhöht werden. Wiederum eine Weiterbildung sieht vor, dass eine Abgasrückführungseinrichtung vorhanden ist, die einen Ist-Wert eines rückgeführten Abgasstromes der Steuerung zur Verfügung stellt. Dieses erlaubt die Berücksichtigung im Falle einer Steuerung bzw. Regelung hinsichtlich des beispielsweise tatsächlich vorhandenen Sauerstoffes, der sich bei dem Gemisch aus rückgeführtem Abgasstrom und zugeführten Frischluftmassenstrom einstellt. Beispielsweise ist es hierzu möglich, dass über eine kennfeldhinterlegte Tabelle entsprechende Sauerstoffgehalte jeweiligen rückgeführten Abgasströmen zugeordnet werden können. Des Weiteren können in die Steuerung bzw. Regelung temperaturabhängige bzw. druckabhängige Variablen mit eingehen, die sich auf die Einstellung des tatsächlich zuzuführenden Kraftstoffmassenstromes auswirken, damit die Proportionalität hinsichtlich des Verhältnisses zur Luftmenge annähernd gewahrt bleibt.Preferably is the control capable, so also a regulation regarding the Make the fuel flow to be injected. For example can do this be provided that one or more parameters relating to the Fluid mass flows be recorded in real time. For example, this can be a fuel mass flow directly be measured. There is also the possibility of entering Air mass flow over to determine a corresponding detection unit. For example can be a hot film air mass meter or another meter for the Air mass flow can be used. Furthermore, there is the possibility that a broadband lambda probe is linked to the controller, wherein a lambda value as an actual value in a regulation of the fuel to be injected received. Another embodiment provides that a charge of the supplied Air mass flow takes place. This can for example by means of a mechanical charging, by means of an exhaust gas turbocharger or a other charging done. In particular, such systems can also be coupled present, these together or separately in different Operating areas can be used. For example, it is intended that a mechanical charge and an exhaust gas turbocharger respectively coupled to the controller to an inflowing air flow to a required Adjust load condition, wherein the device is an actual size of the amount of air captured and as the actual size of a Provides control of the fuel to be injected. For example, if the air mass flow rate is too low or too high Boost pressure lowered or increased become. Again, a further development provides that an exhaust gas recirculation device exists, which is an actual value a recirculated exhaust gas stream the control available provides. This allows the consideration in the case of a control or regulation with respect to the example indeed existing oxygen, resulting in the mixture of recirculated exhaust gas stream and fed Fresh air mass flow sets. For example, it is possible that over a map-based table corresponding oxygen contents respective assigned to recirculated exhaust gas streams can be. Furthermore you can in the control or regulation temperature-dependent or pressure-dependent variables to go in with, referring to the setting of the actually supplied Fuel mass flow, so that the proportionality with respect to the ratio approximate to the amount of air is maintained.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den nachfolgenden Zeichnungen hervor. Die dabei in den einzelnen Figuren dargestellten Merkmale sind nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen beschränkt. Vielmehr können diese so oder auch in abgeänderter Weise mit anderen Merkmalen andere Ausgestaltungen aus den anderen Figuren bzw. aus der obigen Beschreibung zu Weiterbildungen zusammengeführt werden. Insbesondere sind die Figuren und deren jeweiligen Merkmale und zugehörigen Erläuterungen auch nicht beschränkend auszulegen. Es zeigen:Further advantageous embodiments and further developments will become apparent from the following drawings out. The features shown in the individual figures are not limited to the individual embodiments. Much more can this so or in modified Way with other features other configurations from the others Figures or from the above description to further developments are brought together. In particular, the figures and their respective features and associated Explanations also not restrictive interpreted. Show it:

1 eine erste beispielhafte schematische Darstellung eines proportionalen getakteten Einspritzvorganges während eines Ansaug-Taktes, 1 a first exemplary schematic representation of a proportional clocked injection process during a suction cycle,

2 ein zweites schematisches Beispiel eines getakteten proportionalen Einspritzvorganges im Ansaug-Takt bei einer höheren Drehzahl, 2 a second schematic example of a clocked proportional injection process in the intake stroke at a higher speed,

3 eine schematische Ansicht eines Beispiels eines kontinuierlichen Einspritzverlaufes, der annähernd proportional zum Luftmassenstrom während des Ansaug-Taktes erfolgt, 3 a schematic view of an example of a continuous course of injection, which is approximately proportional to the air mass flow during the intake stroke,

4 ein kontinuierliches, annähernd proportionales Einspritzen während des Ansaug-Taktes, 4 a continuous, approximately proportional injection during the intake stroke,

5 eine schematische beispielhafte Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine, und 5 a schematic exemplary illustration of an internal combustion engine, and

6 eine weitere beispielhafte schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit angeschlossenen weiteren Einheiten. 6 a further exemplary schematic representation of an internal combustion engine with connected other units.

1 zeigt in schematischer Darstellung einen ersten Ventilhub 1 eines Auslassventils und einen zweiten Ventilhub 2 eines Einlassventils, die beide einander zugeordnet sind. So wie dargestellt, können der erste Ventilhub und der zweite Ventilhub 1, 2 ohne eine Überschneidung auskommen. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, dass eine Ventilüberschneidung von Einlass- und Auslassventil vorhanden ist. Dieses ist punktgestrichelt ergänzend dargestellt. Des Weiteren ist gestrichelt dargestellt ein Luftmassenstrom 3. Dieser verläuft, so wie beispielhaft dargestellt, dem zweiten Ventilhub des Einlassventils annähernd folgend. Dieses ist exemplarisch für eine Drehzahl von 2000 U/min schematisch dargestellt. Des Weiteren sind mehrere Kraftstoffeinspritzraten 4 dargestellt, die jeweils an den Luftmassenstrom 3 angepasst sind, um eine möglichst annähernd proportionale, vorzugsweise homogene Mischung zu erhalten. Die Taktung des Einspritzventils ist hierbei gleichbleibend. Die eingespritzte Kraftstoffmenge hingegen unterscheidet sich je Takt. Steigt der Luftmassenstrom an, steigt auch proportional der eingespritzte Kraftstoffmassenstrom an. Fällt der Luftmassenstrom über den Ansaug-Takt ab, fällt proportional auch der eingespritzte Kraftstoffmassenstrom ab. Dem Luftmassenstrom folgend, wird eine getaktete Einspritzung dann unterbrochen, wenn sich eine Rückströmung des eingeströmten Luftmassenstromes ergibt. Dieses ist durch eine Rückströmung 5 angedeutet, die gestrichelt unterhalb der X-Achse verläuft. Des Weiteren ist ein Zusatz-Kraftstoffstrom 6 unmittelbar vor einer Fremdzündung 7 und damit vor OT im Kompressionshub dargestellt. Dieses kann beispielsweise in einem unteren Drehzahlbereich unterhalb von 3500 U/min erfolgen. Bei einem höheren Drehzahlbereich hingegen, kann diese Zusatz-Kraftstoffeinspritzung beispielsweise entfallen. Bei einer Ventilüberschneidung von Einlass- und Auslassventil ändern sich die Kurven bezüglich des Luftmassenstromes 3 wie auch hinsichtlich der Krafftstoffteilmassenströme 4 mit ihrer Taktung. 1 shows a schematic representation of a first valve lift 1 an exhaust valve and a second valve lift 2 an intake valve, which are both associated with each other. As shown, the first valve lift and the second valve lift 1 . 2 to get along without an overlap. However, there is also the possibility that a valve overlap of inlet and outlet valves is present. This is dot-dashed shown in addition. Furthermore, dashed lines show an air mass flow 3 , This runs, as exemplified, approximately following the second valve lift of the intake valve. This is exemplified schematically for a speed of 2000 rpm. Furthermore, there are several fuel injection rates 4 shown, each to the air mass flow 3 are adapted to obtain a nearly approximately proportional, preferably homogeneous mixture. The timing of the injection valve is constant. The injected fuel quantity, however, differs per cycle. As the air mass flow increases, the injected fuel mass flow also increases proportionally. If the air mass flow drops above the intake stroke, the injected fuel mass flow also drops proportionately. Following the air mass flow, a pulsed injection then interrupted when there is a return flow of the incoming air mass flow. This is through a backflow 5 indicated, which runs dashed below the X-axis. Furthermore, there is an additional fuel flow 6 immediately before a spark ignition 7 and thus presented before OT in the compression stroke. This can be done, for example, in a lower speed range below 3500 U / min. At a higher speed range, however, this additional fuel injection can be omitted, for example. When the intake and exhaust valves overlap, the curves change with respect to the mass air flow 3 as well as in terms of Krafftstoffteilmassenströme 4 with their timing.

2 zeigt in schematischer Ansicht eine Darstellung, die sich beispielhaft bei 6.000 U/min einstellt. Wiederum sind der erste und der zweite Ventilhub 1, 2 dargestellt. Allerdings hat sich der Luftmassenstrom 3 nun in Richtung des Schließzeitpunktes des Einlassventils schwerpunktmäßig verschoben. Da der eingespritzte Kraftstoffstrom zumindest annähernd proportional über den Ansaug-Takt einströmt, bedeutet dieses ebenfalls eine Schwerpunktverlagerung und Anpassung der einzelnen Teil-Kraftstoffströme 4. Ein Zusatz-Kraftstoffmassenstrom entfällt beispielhaft bei dieser Ausgestaltung. 2 shows a schematic view of a representation, which sets an example at 6,000 U / min. Again, the first and second valve lift 1 . 2 shown. However, the air mass flow has 3 now shifted in the direction of the closing time of the intake valve focus. Since the injected fuel flow flows in at least approximately proportionally over the intake stroke, this likewise means a shift in the center of gravity and adaptation of the individual partial fuel flows 4 , An additional fuel mass flow omitted exemplary in this embodiment.

3 zeigt beispielhaft eine vergleichbare Situation wie sie aus 1 hervorgeht. Allerdings ist anstatt einer getakteten Kraftstoffeinspritzung eine annähernd kontinuierliche, proportional am Luftmassenstrom 3 sich orientierende Kraftstoffeinspritzung 8 vorgesehen. Diese ist gepunktet dargestellt. Wird ein Ventil verwendet, was in der Lage ist, mengenproportional den Kraftstoff zum Luftmassenstrom einzuspritzen, andererseits aber auch getaktet betrieben werden zu können, besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass, sofern notwendig, ein Zusatz-Kraftstoffmassenstrom während des Verdichtungshubes wiederum gemäß einer Taktung erfolgt. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, dass eine kontinuierliche, hubgesteuerte Zusatz-Kraftstoffeinspritzung erfolgt. 3 shows an example of a comparable situation as they are 1 evident. However, instead of a pulsed fuel injection, an approximately continuous, proportional to the air mass flow 3 orienting fuel injection 8th intended. This is shown dotted. If a valve is used which is capable of injecting the fuel in proportion to the mass flow rate, but can also be operated clocked, there is for example the possibility that, if necessary, an additional fuel mass flow during the compression stroke again according to a clocking. There is also the possibility that a continuous, stroke-controlled additional fuel injection takes place.

4 zeigt eine vergleichbare Situation, wie sie aus 2 schon hervor ging. Auch hier wird ein kontinuierlich proportional sich am Luftmassenstrom 3 ausgerichteter Kraftstoffmassenstrom 8 eingespritzt. Dadurch kann eine annähernd proportionale Gemischbildung im Verbrennungsraum geschaffen werden, der somit annähernd eine homogene Durchmischung aufweist. 4 shows a comparable situation as they look 2 already came out. Again, a continuous proportional to the air mass flow 3 aligned fuel mass flow 8th injected. As a result, an approximately proportional mixture formation in the combustion chamber can be created, which thus has approximately homogeneous mixing.

5 zeigt in beispielhafter Ausgestaltung eine Verbrennungskraftmaschine 9 in einem Ausschnitt. Ein Zylinder 10 der Verbrennungskraftmaschine mit einem Verbrennungsraum 11 weist eine Fremdzündung 12 vorzugsweise über eine Zündkerze auf. Die Fremdzündung ist beispielsweise annähernd mittig im Zylinder 10 angeordnet. Ein Einlassventil 13 ist schematisch angedeutet. Durch Öffnen und Schließen desselben wird der in den Verbrennungsraum eintretende Luftmassenstrom dem Verbrennungsraum 11 zugeführt. Dem Luftmassenstrom kann über eine Zuleitung 14 ein rückgeführter Abgasmassenstrom zugeführt werden. Eine Einrichtung zur Ermittlung der Luftmenge 15 kann vor oder aber auch in Strömungsrichtung betrachtet der Zuleitung 14 nachfolgend angeordnet sein. Ist beispielsweise der rückgeführte Abgasmassenstrom über eine andere Messeinrichtung erfassbar, kann aus den somit vorliegenden Messwerten der insgesamt in den Verbrennungsraum 11 eintretende Massenstrom ermittelt werden. Wird im Rahmen einer Ventilüberschneidung eine interne Abgasrückführung vorgenommen, kann dieses ebenfalls Berücksichtigung bei der Berechnung der Massenströme und deren Proportionalität haben. Über die Einrichtung 15 zur Ermittlung der Luftmenge kann eine nur schematisch dargestellte Steuerung 16 eine Auswertung der aufgenommenen Parameter vornehmen. Daraus wird ein proportionales Einspritzen angepasst und ein Einspritzventil 17 entsprechend betätigt. Beispielsweise kann hierfür eine entweder in der Steuerung 16 selbst integrierte Ansteuerung 18 oder eine separat davon beispielsweise am Einspritzventil 17 angeordnete Ansteuerung 18 vorgesehen sein. Beispielsweise ist die Ansteuerung 18 in der Lage, von der Steuerung 16 getrennt das Verhältnis und/oder die Einspritzzeitpunkte bzw. Zeiträume ermitteln zu können, mit denen das Einspritzventil 17 zu betätigen ist. Vorzugsweise ist über das Einspritzventil 17 mit zumindest zwei unterschiedlichen Strahlwinkeln ein Kraftstoff einspritzbar. Beispielsweise können diese unabhängig voneinander zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder Betriebspunkten gewählt genutzt werden. Beispielsweise kann in einem ersten Bereich 19 im Verbrennungsraum 11 ein annähernd homogen gehaltenes Gemisch vorliegen. Dieses ist beispielsweise über einen ersten Strahl 20 erzeugt worden. Ein zweiter Bereich 21, der insbesondere oberhalb des ersten Bereichs 19 im Verbrennungsraum angeordnet ist, wird beispielsweise über einen zweiten Strahl 22 erzeugt. In diesem zweiten Bereich 21 ist ein höherer Lambdawert vorliegend als im ersten Bereich 19. Insbesondere ist der zweite Bereich 21 in unmittelbarer Näher zur Fremdzündung 12 angeordnet. Der erste Bereich 19 hingegen ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zu einem Kolbenboden angeordnet. Auf diese Weise kann während des Ansaug-Taktes eine Schichtung mit jeweils unterschiedlichen Lambdawerten und damit speziellem Zündverhalten gebildet werden. 5 shows an exemplary embodiment of an internal combustion engine 9 in a section. A cylinder 10 the internal combustion engine with a combustion chamber 11 indicates a spark ignition 12 preferably via a spark plug. The spark ignition is, for example, approximately centered in the cylinder 10 arranged. An inlet valve 13 is indicated schematically. By opening and closing it, the air mass flow entering the combustion chamber becomes the combustion chamber 11 fed. The air mass flow can via a supply line 14 a recirculated exhaust gas mass flow are supplied. A device for determining the amount of air 15 can be considered before or else in the flow direction of the supply line 14 be arranged below. If, for example, the recirculated exhaust gas mass flow can be detected via another measuring device, the total of the thus present measured values can be fed into the combustion chamber 11 incoming mass flow can be determined. If internal exhaust gas recirculation is carried out as part of a valve overlap, this can also be taken into account when calculating the mass flows and their proportionality. About the device 15 to determine the amount of air can only schematically illustrated control 16 carry out an evaluation of the recorded parameters. From this a proportional injection is adjusted and an injection valve 17 operated accordingly. For example, this can be either in the controller 16 self-integrated control 18 or a separate one, for example, at the injection valve 17 arranged control 18 be provided. For example, the drive 18 in the position of the controller 16 separately to be able to determine the ratio and / or the injection times or periods, with which the injection valve 17 is to be operated. Preferably, via the injection valve 17 with at least two different jet angles fuel injectable. For example, these can be used independently of one another at different times and / or operating points. For example, in a first area 19 in the combustion chamber 11 present an approximately homogeneous mixture. This is for example via a first beam 20 been generated. A second area 21 in particular above the first area 19 is arranged in the combustion chamber, for example, via a second beam 22 generated. In this second area 21 is a higher lambda value in the present than in the first area 19 , In particular, the second area 21 in the immediate vicinity of the spark ignition 12 arranged. The first area 19 however, it is preferably arranged in the immediate vicinity of a piston crown. In this way, a stratification with respectively different lambda values and thus special ignition behavior can be formed during the intake cycle.

6 zeigt in einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung die Verbrennungskraftmaschine 9 aus 5 einer anderen schematischen Darstellung. An die Verbrennungskraftmaschine 9 ist eine Aufladung 23, eine Breitband-Lambda-Sonde 24, eine Abgasrückführungseinrichtung 25 und eine Ventilsteuerschaltung 26 angeschlossen. Die Aufladung 24 kann beispielsweise eine mechanische Aufladung und/oder auch eine Abgasturboaufladung sein. Diese können parallel wie auch seriell geschaltet sein. Sie stehen in Verbindung mit einem Motorsteuergerät 27, das beispielsweise einen Druck wie auch eine Temperatur des Luftmassenstromes vor Eintritt in die Verbrennungskraftmaschine 9 erhält. Beispielsweise kann die Motorsteuerung 27 über geeignete Maßnahmen eine Erhöhung des Luftmassenstromes wie auch des Druckes des Luftmassenstromes vorsehen, um einerseits die geforderte Leistung zur Verfügung zu stellen. Zum anderen kann darüber auch im Rahmen eines Steuer- oder Regelkreises Einfluss darauf genommen werden, eine proportionale Gemischbildung zumindest annähernd im Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine 9 zu erhalten. Beispielsweise kann auch eine Temperatur des Luftmassenstromes zum Beispiel über einen Ladeluftkühler entsprechend beeinflusst werden, oder auch über eine entsprechende Temperierung des Luftmassenstromes, der aus der Aufladung 23 austritt. Weiterhin kann die Motorsteuerung Signale von der Breitband-Lambda-Sonde 24 aufnehmen, insbesondere die gemessenen Lambdawerte. Diese können in die Regelung bzw. Steuerung eines proportionalen Einspritzverhaltens mit eingehen, insbesondere in Form von Ist-Werten. Darüber hinaus kann die festgestellte Temperatur ebenfalls mit einfließen. Auch besteht die Möglichkeit, dass über die Abgasrückführungseinrichtung 25 einerseits eine Temperierung des einströmenden Luftmassenstromes erfolgt. Zum anderen ist darüber die Möglichkeit gegeben, Einfluss auf die einzuspritzende Kraftstoffrate zu nehmen. Befindet sich im rückgeführten Abgasmassenstrom noch ein hoher Anteil unverbrannten oder unvollständig verbrannten Kraftstoffes, kann eine entsprechende Reduktion des einzuspritzenden Kraftstoffmassenstroms vorgesehen sein. Insbesondere besteht die Möglichkeit, eine Abgasrückführung angepasst an das Einspritzverhalten während des Ansaug-Taktes vorzusehen. Beispielsweise kann die Abgasrückführung erst zu einem späten Zeitpunkt oder aber zu einem frühen Zeitpunkt des Öffnens des Einlassventils erfolgen. Die Steuerung bzw. Regelung eines proportionalen Kraftstoffluftmassenstromes über den Ansaug-Takt wird vorzugsweise zumindest annähernd in Echtzeit vorgenommen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere entsprechende Messwertaufnehmer für den Kraftstoffmassenstrom bzw. den Luftmassenstrom an Vorrichtungen der Verbrennungskraftmaschine 9 vorgesehen sind. Diese sind jedoch im Detail nicht näher dargestellt. 6 shows in another exemplary embodiment, the internal combustion engine 9 out 5 another schematic representation. To the internal combustion engine 9 is a charge 23 , a broadband lambda probe 24 , an exhaust recirculation device 25 and a valve control circuit 26 connected. The charge 24 For example, it may be a mechanical charge and / or an exhaust gas turbocharger. These can be connected in parallel as well as serially. They are in connection with an engine control unit 27 , For example, the pressure as well as a temperature of the air mass flow before entering the internal combustion engine 9 receives. For example, the engine control 27 provide appropriate measures to increase the air mass flow as well as the pressure of the air mass flow, on the one hand to provide the required power available. On the other hand, it can also be influenced in the context of a control or regulating circuit, a proportional mixture formation at least approximately in the combustion chamber of the internal combustion engine 9 to obtain. For example, a temperature of the air mass flow, for example, via a charge air cooler can be influenced accordingly, or via a corresponding temperature of the air mass flow, from the charge 23 exit. Furthermore, the engine control signals from the broadband lambda probe 24 record, in particular the measured lambda values. These can be included in the regulation or control of a proportional injection behavior, in particular in the form of actual values. In addition, the detected temperature can also be included. There is also the possibility that via the exhaust gas recirculation device 25 on the one hand, a temperature control of the incoming air mass flow. On the other hand, it gives the possibility of influencing the fuel rate to be injected. If there is still a high proportion of unburned or incompletely burned fuel in the recirculated exhaust gas mass flow, a corresponding reduction in the fuel mass flow to be injected can be provided. In particular, it is possible to provide an exhaust gas recirculation adapted to the injection behavior during the intake stroke. For example, the exhaust gas recirculation can take place only at a late time or at an early time of opening the intake valve. The control or regulation of a proportional fuel mass flow over the intake stroke is preferably carried out at least approximately in real time. For this purpose, it can be provided that one or more corresponding transducers for the fuel mass flow or the air mass flow to devices of the internal combustion engine 9 are provided. However, these are not shown in detail in detail.

Mit der aus 5 bzw. 6 schematisch dargestellten Verbrennungskraftmaschine ist es möglich, durch Nutzung von ein oder mehreren Steuergeräten in Verbindung mit der Motorsteuerung entsprechende Regelkreisläufe bzw. Steuerungen vorzusehen. Diese können jeweils autark sein, wobei das Motorsteuergerät nur eine übergeordnete Funktion hat. Dabei können einzelne Steuergeräte, beispielsweise für eine Ventilsteuerung in Verbindung mit einer Einspritzsteuerung autarke Funktionen zugeordnet werden, wobei das Motorsteuergerät nur Rahmenbedingungen setzt. Über eine entsprechende Busverbindung kann hierzu das jeweilige Steuergerät die für die autarke Nutzung notwendigen Informationen annähernd in Echtzeit erhalten. Des Weiteren ermöglicht dieses eine Ausfalsicherheit und damit erhöhte Betriebssicherheit, da Funktionen von einem Steuergerät auf das andere übertragen werden können, insbesondere damit redundant sind. Hinsichtlich der Funktionalität des Motorsteuergerätes kann diese durch andere Steuergeräte übernommen werden. Dieses ist insbesondere vorteilhaft bei verschiedenen Einspritz-Verfahren, bei denen neben dem vorgeschlagenen Verfahren auch andere, herkömmliche Verfahren zur Einspritzung insbesondere im Kompressionshub zur Anwendung gelangen.With the out 5 respectively. 6 schematically illustrated internal combustion engine, it is possible to provide by using one or more control devices in conjunction with the engine control corresponding control circuits or controls. These can each be self-sufficient, with the engine control unit only having a higher-level function. In this case, individual control units, for example, for a valve control in conjunction with an injection control autarkic functions are assigned, the engine control unit only sets conditions. For this purpose, the respective control unit can receive the information necessary for the autonomous use approximately in real time via a corresponding bus connection. Furthermore, this allows a Ausfalsicherheit and thus increased reliability, since functions can be transferred from one controller to the other, in particular so are redundant. With regard to the functionality of the engine control unit, this can be taken over by other control units. This is particularly advantageous in various injection methods in which, in addition to the proposed method, other conventional injection methods are used, in particular in the compression stroke.

Claims (30)

Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine (9), bei der ein Kraftstoff direkt in einen Verbrennungsraum (11) eines Zylinders (10) der Verbrennungskraftmaschine (9) eingespritzt wird, wobei eine in einem Ansaug-Takt zuzuführende Kraftstoffmenge zumindest annähernd proportional zu einer parallel in den Zylinder (10) einströmenden Frischluftmenge angepasst eingespritzt wird.Method for operating a spark-ignited internal combustion engine ( 9 ), in which a fuel directly into a combustion chamber ( 11 ) of a cylinder ( 10 ) of the internal combustion engine ( 9 ) is injected, wherein an amount of fuel to be supplied in an intake stroke at least approximately proportional to a parallel in the cylinder ( 10 ) incoming fresh air quantity is injected in an adapted manner. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest annähernd eine Gesamt-Kraftstoffmenge für einen Verbrennungstakt während des Ansaug-Taktes zugeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that at least approximate a total fuel amount for a combustion stroke during the intake stroke supplied becomes. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zuzuführende Kraftstoffmenge zumindest annähernd über den gesamten Ansaug-Takt verteilt eingespritzt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the supplied Fuel quantity at least approximately over the entire intake stroke is distributed injected. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt-Kraftstoffmenge in mehrere Teil-Kraftstoffmengen aufgeteilt eingespritzt wird.Method according to claim 2 or 3, characterized that the total fuel amount is injected split into several partial fuel quantities. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Verteilung des einzuspritzenden Kraftstoffes über den Ansaug-Takt in Abhängigkeit von der Frischluftmenge erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a temporal distribution of the injected Fuel over the intake stroke dependent on from the fresh air quantity. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine getaktete Mehrfach-Einspritzung während des Ansaug-Taktes erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a pulsed multiple injection during the Suction cycle takes place. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktung der Mehrfach-Einspritzung mit gleichen Zeittakten während eines Ansaug-Taktes eingestellt wird.Method according to Claim 6, characterized that one timing of the multiple injection with equal timing while a suction cycle is set. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktung der Mehrfach-Einspritzung mit verschiedenen Zeittakten während eines Ansaug-Taktes eingestellt wird.Method according to Claim 6, characterized that a timing of the multiple injection with different timing while a suction stroke is set. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine gleichförmige Taktung der Mehrfach-Einspritzung über einen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine (9) gewählt wird.A method according to claim 6, 7 or 8, characterized in that a uniform timing of the multiple injection over an operating range of the internal combustion engine ( 9 ) is selected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine annähernd kontinuierliche Einspritzung mit einem sich ändernden Kraftstoff-Mengenstrom über den Ansaug-Takt erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an approx continuous injection with a changing fuel flow rate over the Intake cycle is done. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatz-Kraftstoffmenge nach Abschluss des Ansaug-Taktes vor Zünd-OT eingespritzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an additional amount of fuel after completion of the intake stroke is injected before ignition TDC. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Kraftstoffmenge, die eingespritzt wird, geringer ist als die eingespritzte Kraftstoffmenge während des Ansaug-Taktes.Method according to claim 11, characterized in that that the additional amount of fuel, which is injected, is less than the injected fuel quantity while the intake stroke. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmenge während des Ansaug-Taktes mit einem anderen Winkel in den Verbrennungsraum eingespritzt wird als eine Zusatz-Kraftstoffeinspritzung vor Zünd-OT.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the amount of fuel during the intake stroke with is injected at a different angle in the combustion chamber than an additional fuel injection before ignition TDC. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (9) eine homogene Zylinderbefüllung während des Ansaug-Taktes erfolgt, und vor einer Zündung eine Zusatz-Kraftstoffeinspritzung erfolgt, die einen Bereich in dem Verbrennungsraum des Zylinders in der Nähe einer Zündeinrichtung mit einem Lambda-Wert schafft, dessen Wert größer ist als derjenige, der zum Zeitpunkt der Zusatz-Kraftstoffeinspritzung in einem anderen Bereich im Zylinder (10) herrscht, insbesondere in einer Nähe eines Kolbenbodens des Zylinders (10) herrscht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during operation of the internal combustion engine ( 9 a homogeneous cylinder filling takes place during the intake stroke, and before ignition an additional fuel injection takes place, which creates an area in the combustion chamber of the cylinder in the vicinity of an ignition device with a lambda value whose value is greater than that for Time of additional fuel injection in another area in the cylinder ( 10 ) prevails, in particular in the vicinity of a piston crown of the cylinder ( 10 ) prevails. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (9) eine Einspritzung der eingespritzten Kraftstoffmenge während des Ansaug-Taktes von einer annähernd proportionalen getakteten Einspritzung zu einer annähernd kontinuierlichen Einspritzung umgestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during operation of the internal combustion engine ( 9 ) an injection of the injected amount of fuel during the intake stroke is changed from an approximately proportional clocked injection to an approximately continuous injection. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (9) eine mengenproportionale getaktete Einspritzung und in einem Betriebsbereich mit höherer Drehzahl eine mengenproportionale, kontinuierliche Einspritzung über den Ansaug-Takt erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a low-speed operating range of the internal combustion engine ( 9 ) an amount proportional clocked injection and in a higher speed operating range, a quantitative proportional, continuous injection over the intake stroke takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit eines über eine Abgasrückführung zurückgeführten Abgasstromes erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an adjustment of the injected fuel amount dependent on one over an exhaust gas recirculation recirculated exhaust gas stream he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftstoffeinspritzung unterbunden wird, wenn ein Rückausströmen von einem Teilstrom der in den Zylinder (10) im Ansaug-Takt eingeströmten Frischluftmenge bei geöffnetem Einlassventil erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fuel injection is inhibited when a backflow of a partial flow into the cylinder ( 10 ) in the intake stroke fresh air flow has occurred with the inlet valve open. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der Einspritzung über den Ansaug-Takt in Abhängigkeit von einer Verstellung einer Ventilsteuerzeit eines Auslassventils erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an adjustment of the injection over the Intake cycle in dependence from an adjustment of a valve timing of an exhaust valve he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (9) in einem Magerbetrieb betrieben wird, wenn die Kraftstoffmenge proportional zur Frischluftmenge über den Ansaug-Takt eingespritzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 9 ) is operated in a lean operation when the amount of fuel is injected in proportion to the amount of fresh air through the intake stroke. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmenge in einem anderen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine im wesentlichen außerhalb des Ansaug-Taktes eingespritzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the amount of fuel in a different operating range the internal combustion engine is injected substantially outside of the intake stroke becomes. Verbrennungskraftmaschine (9) mit einer Fremdzündung (12), einer Direkteinspritzung eines Kraftstoffes in einen Verbrennungsraum (11) eines Zylinders (10) und einer Steuerung (16), die eine einzuspritzende Kraftstoffmenge und deren Einspritzzeitpunkt bestimmt, einer Einrichtung zur Ermittlung eines in den Verbrennungsraum des Zylinders (10) einströmenden Luftmenge sowie einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Betriebsparameters einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine (9), wobei die Verbrennungskraftmaschine (9) eine Ansteuerung (18) eines dem Zylinder zugeordneten Einspritzventils (17) aufweist, wobei das Einspritzventil (17) zumindest annähernd proportional zu der einströmenden Luftmenge eine angepasste Kraftstoffmenge über einen Ansaug-Takt verteilt dem Verbrennungsraum zuführt.Internal combustion engine ( 9 ) with a spark ignition ( 12 ), a direct injection of a fuel into a combustion chamber ( 11 ) of a cylinder ( 10 ) and a controller ( 16 ), which determines an amount of fuel to be injected and its injection timing, means for determining a in the combustion chamber of the cylinder ( 10 ) incoming air quantity and a device for determining an operating parameter of a crankshaft of the internal combustion engine ( 9 ), wherein the internal combustion engine ( 9 ) a control ( 18 ) of an injection valve associated with the cylinder ( 17 ), wherein the injection valve ( 17 ) at least approximately proportional to the inflowing air quantity an adapted amount of fuel distributed via an intake stroke to the combustion chamber supplies. Verbrennungskraftmaschine (9) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Ermittlung des Betriebsparameters der Kurbelwelle mit der Ansteuerung (18) gekoppelt ist.Internal combustion engine ( 9 ) to An Claim 22, characterized in that the device for determining the operating parameter of the crankshaft with the control ( 18 ) is coupled. Verbrennungskraftmaschine (9) nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (17) getaktet ansteuerbar ist.Internal combustion engine ( 9 ) according to one of claims 22 or 23, characterized in that the injection valve ( 17 ) clocked is controllable. Verbrennungskraftmaschine (9) nach einem der Ansprüche 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (17) kontinuierlich proportional ansteuerbar ist.Internal combustion engine ( 9 ) according to one of claims 22, 23 or 24, characterized in that the injection valve ( 17 ) is continuously proportional controllable. Verbrennungskraftmaschine (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (17) piezoelektrisch zu betätigen ist.Internal combustion engine ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve ( 17 ) is piezoelectrically actuated. Verbrennungskraftmaschine (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (17) verschiedene Einspritzwinkel aufweist, die in unterschiedlichen Lastbereichen verschieden freigegeben werden.Internal combustion engine ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve ( 17 ) has different injection angles, which are released differently in different load ranges. Verbrennungskraftmaschine (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breitband-Lambda-Sonde (24) mit der Steuerung (16) verknüpft ist, wobei ein Lambda-Wert als Ist-Wert in eine Regelung des einzuspritzenden Kraftstoffes eingeht.Internal combustion engine ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a broadband lambda probe ( 24 ) with the controller ( 16 ), wherein a lambda value is received as an actual value in a regulation of the fuel to be injected. Verbrennungskraftmaschine (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Aufladung und eine Abgasturboaufladung vorhanden sind, die jeweils mit der Steuerung (16) gekoppelt sind, um eine einströmende Luftmenge an einen geforderten Lastzustand anzupassen, wobei die Einrichtung eine Ist-Größe der Luftmenge erfasst und als Ist-Größe einer Regelung des einzuspritzenden Kraftstoffes zur Verfügung stellt.Internal combustion engine ( 9 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that there is a mechanical supercharging and an exhaust gas turbocharger, each with the control ( 16 ) are coupled to adjust an incoming air quantity to a required load state, wherein the device detects an actual size of the amount of air and provides as actual size of a control of the fuel to be injected. Verbrennungskraftmaschine (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückführungseinrichtung (25) vorhanden ist, die einen Ist-Wert eines rückgeführten Abgasstromes der Steuerung (16) zur Verfügung stellt.Internal combustion engine ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an exhaust gas recirculation device ( 25 ), which is an actual value of a recirculated exhaust gas flow of the control ( 16 ).
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