DE102006039122A1

DE102006039122A1 - Method for operating an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102006039122A1
Application number: DE200610039122
Authority: DE
Inventors: Juergen Sauler; Heiko Ridderbusch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-03-06
Also published as: JP2008051103A; FR2904985A1; JP5452852B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brenkraftmaschine (10), bei dem ein in einem Brennraum (14) der Brennkraftmaschine (10) befindliches Luft-/Kraftstoffgemisch in einem Zündvorgang (100) gezündet und das tatsächliche Eintreten einer Verbrennung des gezündeten Luft-/Kraftstoffgemischs überwacht wird. Erfindungsgemäß wird eine Zündeinrichtung mit mindestens einer Lasereinrichtung (26) zur Abstrahlung eines Laserimpulses (24) in den Brennraum (14) verwendet und erforderlichenfalls, insbesondere im Falle des Ausbleibens einer Verbrennung auf den ersten Zündvorgang (100) hin, wird mindestens ein Laserimpuls (24) in den Brennraum (14) abgestrahlt.The invention relates to a method for operating a internal combustion engine (10), in which an air / fuel mixture located in a combustion chamber (14) of the internal combustion engine (10) is ignited in an ignition process (100) and the actual occurrence of combustion of the ignited air / fuel mixture. Fuel mixture is monitored. According to the invention, an ignition device is used with at least one laser device (26) for emitting a laser pulse (24) into the combustion chamber (14) and if necessary, in particular in the event of combustion on the first ignition process (100), at least one laser pulse (24 ) radiated into the combustion chamber (14).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem ein in einem Brennraum der Brennkraftmaschine befindliches Luft-/Kraftstoffgemisch in einem ersten Zündvorgang gezündet und das tatsächliche Eintreten einer Verbrennung des gezündeten Luft-/Kraftstoffgemischs überwacht wird.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in which a located in a combustion chamber of the internal combustion engine Ignited air / fuel mixture in a first ignition and the actual Incoming combustion of the ignited air / fuel mixture is monitored.

Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm sowie ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine.The The invention further relates to a computer program and a control unit for an internal combustion engine.

Bei herkömmlichen Betriebsverfahren für Brennkraftmaschinen ist lediglich eine Erkennung von Verbrennungsaussetzern beziehungsweise sonstigen Störungen bei einer Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischs möglich. Sobald die Anzahl von erfassten Verbrennungsaussetzern eines bestimmten Zylinders der Brennkraftmaschine einen vorgebbaren Schwellwert übersteigt, sehen herkömmliche Betriebsverfahren daher die Ausblendung, d.h. die Deaktivierung, der Kraftstoffeinspritzung in den entsprechenden Zylinder der Brennkraftmaschine z.B. für den Rest eines aktuellen Fahrzyklus vor. Die Verbrennungsaussetzer wirken sich negativ auf den Schadstoffausstoß der Brennkraftmaschine aus, und eine Ausblendung von Zylindern bei der Kraftstoffeinspritzung beeinträchtigt den Fahrkomfort eines die Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahrzeugs, weil durch die Ausblendung sowohl die Laufruhe wie auch die Leistung der Brennkraftmaschine beeinträchtigt werden.at usual Operating method for internal combustion engines is only a detection of misfiring or other disorders possible during combustion of the air / fuel mixture. As soon as the number of detected misfires of a given Cylinder of the internal combustion engine exceeds a predefinable threshold, see conventional Operating method therefore the blanking, i. the deactivation, the fuel injection into the corresponding cylinder of the internal combustion engine e.g. For the rest of a current driving cycle. The misfiring have a negative effect on the pollutant emissions of the internal combustion engine, and a blanking of cylinders during fuel injection impaired the ride comfort of a motor vehicle having the internal combustion engine, because by the suppression both the smoothness and the performance the internal combustion engine affected become.

Ein weiterer Nachteil von Verbrennungsaussetzern besteht in der Gefahr einer Schädigung eines Abgasnachbehandlungssystems der Brennkraftmaschine. Insbesondere unverbrannte Kohlenwasserstoffe des Luft-/Kraftstoffgemischs können in dem Abgasnachbehandlungssystem exotherm mit gegebenenfalls darin eingespeichertem Sauerstoff reagieren und das Abgasnachbehandlungssystem auf diese Weise zerstören.One Another disadvantage of misfiring is the danger a damage an exhaust aftertreatment system of the internal combustion engine. Especially unburned hydrocarbons of the air / fuel mixture can in the exhaust aftertreatment system exothermic with optionally therein stored oxygen react and the exhaust aftertreatment system destroy in this way.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein Steuergerät sowie ein Computerprogramm hierfür derart zu verbessern, dass eine zuverlässigere Verbrennung des gezündeten Luft-/Kraftstoffgemischs gegeben ist.Accordingly, it is Object of the present invention, a method of the aforementioned Type and a control unit and a computer program for this to improve such that a more reliable combustion of the ignited air / fuel mixture given is.

Diese Aufgabe wird bei einem Betriebsverfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Zündeinrichtung mit mindestens einer Lasereinrichtung zur Abstrahlung eines Laserimpulses in den Brennraum verwendet wird, und dass erforderlichenfalls, insbesondere im Falle des Ausbleibens einer Verbrennung auf den ersten Zündvorgang hin, mindestens ein Laserimpuls in dem Brennraum abgestrahlt wird.These Task is in an operating method of the aforementioned Type according to the invention thereby solved, that an ignition device with at least one laser device for emitting a laser pulse is used in the combustion chamber, and if necessary, in particular in the case of absence of combustion on the first ignition towards, at least one laser pulse is emitted in the combustion chamber.

Vorteilhafte WirkungenAdvantageous effects

Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer laserbasierten Zündeinrichtung in Verbindung mit einer nachträglichen Beaufschlagung des Brennraums beziehungsweise eines nicht ordnungsgemäß entzündeten bzw. verbrennenden Luft-/Kraftstoffgemischs mit einem oder mehreren Laserimpulsen ist vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, die Wahrscheinlichkeit für eine ordnungsgemäße Verbrennung in dem Brennraum zu steigern, d.h. das Auftreten von Verbrennungsaussetzern zu vermeiden.By the inventive use of a laser-based ignition device in conjunction with a subsequent Actuation of the combustion chamber or a not properly inflamed or burning air / fuel mixture with one or more laser pulses is advantageous the possibility given the probability of proper combustion in the combustion chamber, i. the occurrence of combustion misfires to avoid.

Sehr vorteilhaft erfolgt die Überwachung der Verbrennung bzw. eines zeitlichen Verlaufs der Verbrennung in Abhängigkeit eines Brennraumdrucks und/oder optischer beziehungsweise akustischer und/oder sonstiger Signale, die von dem Verlauf der Verbrennung abhängen. Besonders bevorzugt werden Körperschallsignale ausgewertet, um Rückschlüsse auf einen Verbrennungsverlauf zu ziehen.Very Advantageously, the monitoring takes place the combustion or a chronological course of combustion in dependence a combustion chamber pressure and / or optical or acoustic and / or other signals that depend on the course of the combustion. Especially Structure-borne sound signals are preferred evaluated in order to draw conclusions to draw a combustion course.

Um eine besonders zuverlässige Entflammung des in dem Brennraum befindlichen Luft-/Kraftstoffgemischs zu gewährleisten, kann eine Anzahl und/oder Folgefrequenz der nach dem ersten Zündvorgang abgestrahlten Laserimpulse in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine gewählt werden. Auch eine Variation der Energie der Laserimpulse ist vorstellbar, um einerseits das zuverlässige Entflammen sicherzustellen und gleichzeitig nicht unnötig viel Zündenergie bereitzustellen.Around a particularly reliable Ignition of the air / fuel mixture in the combustion chamber to ensure, may be a number and / or repetition frequency of the after the first ignition radiated laser pulses as a function of operating variables of Internal combustion engine can be selected. Also, a variation of the energy of the laser pulses is conceivable on the one hand the reliable Ensuring inflammation while not unnecessarily much ignition provide.

Um die für ein nachträgliches Zünden mittels Laserimpulsen erforderlichen, vorstehend genannten Parameter besonders präzise zu ermitteln, kann vorteilhaft die Drehzahl oder eine Betriebsart wie z.B. ein Homogen- oder ein Schichtladungsbetrieb oder auch der zeitliche Verlauf der Verbrennung ausgewertet werden.Around the for an afterthought Ignite required by laser pulses, the above parameters very precise To determine, advantageously, the speed or mode such as. a homogeneous or a stratified charge or the chronological course of combustion are evaluated.

Eine besonders zweckmäßige individuelle Formung des Zünd- bzw. Verbrennungsverlaufs ist erfindungsgemäß durch die Variation der Energie aufeinanderfolgend in den Brennraum abgestrahlter Laserimpulse ermöglicht.A particularly appropriate individual shaping the ignition or combustion process is sequential according to the invention by the variation of the energy allows in the combustion chamber emitted laser pulses.

Eine weitere Steigerung der Wahrscheinlichkeit, einen Verbrennungsaussetzer unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens zu vermeiden, kann dadurch erzielt werden, dass ein Zündpunkt in dem Brennraum, auf den der bzw. die Laserimpulse fokussiert sind, variiert oder auch auf mehrere Zündpunkte gleichzeitig aufgeteilt wird.A further increase in probability, a misfire using the method according to the invention To avoid this can be achieved by having an ignition point in the combustion chamber, on which the laser pulse (s) are focused, varies or even to multiple ignition points simultaneously is split.

Bereits während des ersten Zündvorgangs kann vorteilhaft auch mindestens ein Laserimpuls in den Brennraum abgestrahlt werden. Das laserbasierte Zündsystem kann ganz allgemein als einziges Zündsystem für die Brennkraftmaschine vorgesehen sein und dementsprechend auch den ersten Zündvorgang realisieren. Darüberhinaus ist es denkbar, ein primäres Zündsystem, beispielsweise ein herkömmliches Hochspannungs-Zündsystem, einzusetzen, um den ersten Zündvorgang zu realisieren, während das erfindungsgemäße laserbasierte Zündsystem eine sekundäre Funktion übernimmt und vorwiegend zum schnellen „Nachzünden" eingesetzt wird. Zumindest zeitweise ist bei solchen Konfigurationen auch der parallele Betrieb des erfindungsgemäßen laserbasierten Zündsystems mit einem weiteren Zündsystem denkbar.Already while of the first ignition can Advantageously, at least one laser pulse is emitted into the combustion chamber become. The laser-based ignition system can be generally provided as the only ignition system for the internal combustion engine and realize the first ignition accordingly. Furthermore it is conceivable, a primary one ignition system, for example, a conventional one High-voltage ignition system, use to the first ignition to realize while the laser-based invention ignition system a secondary one Function takes over and is mainly used for fast "afterglow" At times, such configurations also involve parallel operation the laser-based invention ignition system with another ignition system conceivable.

Es ist sehr vorteilhaft, wenn die Überwachung des Verbrennungsverlaufs durch eine Recheneinheit vorgenommen wird, die in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine vorgesehen und gleichzeitig zur Steuerung der Brennkraftmaschine bestimmt ist. Bei einer solchen Recheneinheit kann es sich beispielsweise um einen schnellen Mikrocontroller oder einen digitalen Signalprozessor (DSP) handeln.It is very beneficial when monitoring the combustion process is performed by a computing unit, in a control unit the internal combustion engine provided and at the same time for control the internal combustion engine is determined. In such a computing unit For example, it may be a fast microcontroller or a digital signal processor (DSP) act.

Eine Entlastung der zur Steuerung der Brennkraftmaschine vorgesehenen Recheneinheit kann sich ergeben bei der Anwendung einer dedizierten Recheneinheit zur Überwachung des Verbrennungsverlaufs. Die sich hierbei ergebende Mehrprozessorkonfiguration kann – wie eine einzelne Recheneinheit eines herkömmlichen Steuergeräts auch – vollständig in dem Steuergerät integriert sein.A Relief provided for to control the internal combustion engine Computing unit may result in the application of a dedicated Computing unit for monitoring the combustion process. The resulting multiprocessor configuration can - like a single arithmetic unit of a conventional control unit also - completely in the control unit be integrated.

Das Steuergerät der Brennkraftmaschine kann vorteilhaft auch eine Recheneinheit aufweisen, die eine sogenannte multi-core-Architektur, d. h. mehrere integrierte Rechnerkerne, besitzt. Ein erster Rechnerkern kann dabei vorteilhaft die Brennkraftmaschine steuern, während der zweite Rechnerkern den Verbrennungsverlauf überwacht.The control unit The internal combustion engine can advantageously also a computing unit comprising a so-called multi-core architecture, i. H. several integrated computer cores, owns. A first computer core can do this advantageously control the internal combustion engine, while the second computer core the Monitoring the combustion process.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms, das z.B. in einem elektronischen Speicherelement eines entsprechenden Steuergeräts abgespeichert sein kann.From Of particular importance is the realization of the method according to the invention in the form of a computer program, e.g. in an electronic Memory element of a corresponding control device can be stored.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Further Features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features form for themselves or in any combination, the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency as well as independently from their formulation or presentation in the description or in the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, bei der das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird, und 1 a schematic representation of an internal combustion engine, in which the inventive method is used, and

2 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a simplified flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine Brennkraftmaschine trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie dient zum Antrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst mehrere Zylinder, von denen in 1 nur einer mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Ein Brennraum 14 des Zylinders 12 wird von einem Kolben 16 begrenzt. Kraftstoffgelangt in den Brennraum 14 direkt durch einen Injektor 18 der an einen auch als Rail bzw. Common-Rail bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher 20 angeschlossen ist.An internal combustion engine carries in 1 Overall, the reference number 10 , It serves to drive a motor vehicle, not shown. The internal combustion engine 10 includes several cylinders, one of which is in 1 only one with the reference numeral 12 is designated. A combustion chamber 14 of the cylinder 12 is from a piston 16 limited. Fuel gets into the combustion chamber 14 directly through an injector 18 to a designated as a rail or common rail fuel pressure accumulator 20 connected.

In den Brennraum 14 eingespritzter Kraftstoff 22 bzw. ein sich ergebendes Luft-/Kraftstoffgemisch wird mittels eines Laserimpulses 24 entzündet, der von einer eine Lasereinrichtung 26 umfassenden Zündeinrichtung 27 in den Brennraum 14 abgestrahlt wird. Hierzu wird die Lasereinrichtung 26 über eine Lichtleitereinrichtung 28 mit einem Pumplicht gespeist, welches von einer Pumplichtquelle 30 bereitgestellt wird. Die Pumplichtquelle 30 wird von einem Steuergerät 32 gesteuert, das auch den Injektor 18 ansteuert.In the combustion chamber 14 injected fuel 22 or a resulting air / fuel mixture is by means of a laser pulse 24 ignited by a laser device 26 comprehensive ignition device 27 in the combustion chamber 14 is emitted. For this purpose, the laser device 26 via a light guide device 28 powered by a pump light, which is from a pump light source 30 provided. The pump light source 30 is from a control unit 32 controlled, that too the injector 18 controls.

Bei dem schematisch in dem Flussdiagramm gemäß 2 abgebildeten Betriebsverfahren ist vorgesehen, dass ein in dem Brennraum 14 (1) der Brennkraftmaschine 10 befindliches Luft-/Kraftstoffgemisch zunächst in einem ersten Zündvorgang 100 gezündet wird. Anschließend wird das tatsächliche Eintreten einer Verbrennung des gezündeten Luft-/Kraftstoffgemischs in dem Schritt 110 überwacht, um eventuell auftretende Verbrennungsaussetzer oder sonstige Störungen bei der Verbrennung in dem Brennraum 14 erkennen zu können.In the schematic in the flowchart according to 2 illustrated operating method is provided that one in the combustion chamber 14 ( 1 ) of the internal combustion engine 10 initially located air / fuel mixture in a first ignition 100 is ignited. Subsequently, the actual occurrence of combustion of the ignited air / fuel mixture in the step 110 monitored, possibly occurring misfires or other disturbances in the combustion in the combustion chamber 14 to be able to recognize.

Die Überwachung der Verbrennung beziehungsweise eines zeitlichen Verlaufs der Verbrennung erfolgt vorteilhaft unter Berücksichtigung eines Brennraumdrucks, der beispielsweise durch einen eigens hierfür vorgesehenen und in 1 links abgebildeten Brennraumdrucksensor 19 erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Brennraumdruck aus weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10 abgeleitet werden. Es ist ferner denkbar, optische und/oder akustische bzw. Körperschallsensoren oder sonstige Sensoren einzusetzen, um entsprechende Sensorsignale zu erhalten, die den zeitlichen Verlauf der Verbrennung in dem Brennraum 14 repräsentieren.The monitoring of the combustion or a chronological course of the combustion is advantageously carried out taking into account a combustion chamber pressure, for example, by a specially provided and in 1 left illustrated combustion chamber pressure sensor 19 is detected. Alternatively or additionally, the combustion chamber pressure from further operating variables of the internal combustion engine ne 10 be derived. It is also conceivable to use optical and / or acoustic or structure-borne sound sensors or other sensors in order to obtain corresponding sensor signals which determine the chronological course of the combustion in the combustion chamber 14 represent.

Während der nach dem ersten Zündvorgang 100 (2) stattfindenden Überwachung des Verbrennungsverlaufs, vergleiche Schritt 110, überprüft eine in dem Steuergerät 32 vorgesehene Recheneinheit 32a die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10 sowie die vorstehend erwähnten Sensorsignale und schließt hieraus entweder auf einen ordnungsgemäßen Verbrennungsvorgang oder auch auf Störungen oder sogar das vollständige Ausbleiben einer Verbrennung, d.h. einen Verbrennungsaussetzer.During the after the first ignition 100 ( 2 ) monitoring of the combustion process, see step 110 , checks one in the controller 32 provided arithmetic unit 32a the operating variables of the internal combustion engine 10 as well as the above-mentioned sensor signals and therefrom excludes either a proper combustion process or even disturbances or even the complete absence of combustion, ie a combustion misfire.

Alternativ zu der Überwachung des Verbrennungsverlaufs durch die Recheneinheit 32a, die zusätzlich die Steuerung des Injektors 18 sowie der Zündeinrichtung zur Aufgabe hat, kann die erfindungsgemäße Überwachung 110 des Verbrennungsverlaufs auch durch eine eigens hierfür vorgesehene, separate Recheneinheit durchgeführt werden, die in 1 durch den gestrichelt gezeichneten Funktionsblock 32b angedeutet ist. Bei den Recheneinheiten 32a, 32b kann es sich beispielsweise um leistungsfähige Mikrocontroller oder auch um digitale Signalprozessoren (DSP) handeln.Alternatively to the monitoring of the combustion process by the arithmetic unit 32a that additionally control the injector 18 As well as the ignition device has the task, the monitoring according to the invention 110 of the course of combustion can also be carried out by a separate, separate computing unit provided for this purpose, which in 1 through the dashed function block 32b is indicated. At the computing units 32a . 32b For example, they can be powerful microcontrollers or digital signal processors (DSP).

Sofern die Überwachung 110 des Verbrennungsverlaufs keine Unregelmäßigkeiten ergibt, kann davon ausgegangen werden, dass der erste Zündvorgang 100 ausreichend gewesen ist zur Entflammung des Luft-/Kraftstoffgemischs, und dass dementsprechend keine weiteren Maßnahmen zu ergreifen sind, um einen Verbrennungsaussetzer zu vermeiden. Als Indikator für eine ordnungsgemäße Entflammung des Luft-/Kraftstoffgemischs kann beispielsweise das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwerts durch den Brennraumdruck herangezogen werden.Unless the surveillance 110 the combustion process does not give any irregularities, it can be assumed that the first ignition 100 has been sufficient to ignite the air / fuel mixture, and that accordingly, no further action must be taken to avoid a misfire. As an indicator for a proper ignition of the air / fuel mixture, for example, the exceeding of a predefinable threshold value by the combustion chamber pressure can be used.

Falls jedoch die Überwachung 110 des Verbrennungsverlaufs Anzeichen auf eine nicht ordnungsgemäß ablaufende Verbrennung oder sogar eine völlig ausbleibende Verbrennung ergibt, wird erfindungsgemäß in einem nachfolgenden Verfahrensschritt 120 (2) mindestens ein weiterer Laserimpuls 24 in den Brennraum 14 der Brennkraftmaschine 10 abgestrahlt, um nachträglich – bezogen auf den ersten Zündvorgang 100 – das Entzünden des Luft-/Kraftstoffgemischs zu bewirken. Das Abstrahlen der weiteren Laserimpulse 24 in dem Schritt 120 erfolgt erfindungsgemäß möglichst unmittelbar nach der Erkennung eines suboptimalen Verbrennungsverlaufs, jedenfalls noch innerhalb desselben Arbeitstaktes des betroffenen Zylinders, um einen Verbrennungsaussetzer zu vermeiden. Unter Verwendung des laserbasierten Zündsystems sind vorteilhaft Laserimpulse 24 mit einer Pulsfolge von etwa 200 μs und weniger erzeugbar.However, if the monitoring 110 the combustion process shows signs of improper combustion or even a total absence of combustion is, according to the invention in a subsequent process step 120 ( 2 ) at least one further laser pulse 24 in the combustion chamber 14 the internal combustion engine 10 radiated to later - based on the first ignition 100 - To cause the ignition of the air / fuel mixture. The radiation of the other laser pulses 24 in the step 120 takes place according to the invention as soon as possible after the detection of a sub-optimal combustion process, at least within the same cycle of the affected cylinder to avoid a misfire. Using the laser-based ignition system are advantageous laser pulses 24 can be generated with a pulse sequence of about 200 μs and less.

Vorteilhaft wird die Anzahl und/oder Folgefrequenz der nach dem ersten Zündvorgang 100 abgestrahlten Laserimpulse 24 in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10 gewählt, insbesondere in Abhängigkeit einer Drehzahl und/oder einer Betriebsart wie beispielsweise einem Homogenbetrieb oder einem Schichtladungsbetrieb.Advantageously, the number and / or repetition frequency of the after the first ignition 100 radiated laser pulses 24 as a function of operating variables of the internal combustion engine 10 chosen, in particular depending on a speed and / or an operating mode such as a homogeneous operation or a stratified charge mode.

Ganz besonders vorteilhaft kann die Anzahl und/oder die Folgefrequenz der weiteren Laserimpulse 24 auch in Abhängigkeit eines Verlaufs der Verbrennung gewählt werden. Dadurch ist eine dynamische Beeinflussung der Verbrennung in dem Brennraum 14 durch eine ggf. erfolgende Anpassung der abgestrahlten Laserimpulse 24 möglich.The number and / or the repetition frequency of the further laser pulses can be particularly advantageous 24 be selected depending on a course of combustion. This is a dynamic influence of the combustion in the combustion chamber 14 by an eventual adaptation of the emitted laser pulses 24 possible.

Besonders vorteilhaft ist es ferner möglich, dass eine Energie der in den Brennraum 14 abgestrahlten Laserimpulse 24 in Abhängigkeit von den beschriebenen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10, vorzugsweise wiederum insbesondere in Abhängigkeit einer Drehzahl und/oder Betriebsart der Brennkraftmaschine 10 gewählt wird. Es ist ebenfalls möglich, die Energie der abgestrahlten Laserimpulse 24 in Abhängigkeit eines Verbrennungsverlaufs zu wählen.Particularly advantageous, it is also possible that an energy of the combustion chamber 14 radiated laser pulses 24 as a function of the described operating variables of the internal combustion engine 10 , preferably again in particular depending on a speed and / or operating mode of the internal combustion engine 10 is selected. It is also possible the energy of the emitted laser pulses 24 to choose depending on a combustion process.

Durch die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen ist sichergestellt, dass eine bestmögliche Entflammung des in dem Brennraum 14 befindlichen Luft-/Kraftstoffgemischs erfolgt, selbst wenn der erste Zündvorgang 100 nicht bereits zu einer ordnungsgemäßen Verbrennung geführt hat.By the measures according to the invention described above it is ensured that the best possible ignition of the in the combustion chamber 14 located air / fuel mixture, even if the first ignition 100 has not already led to proper combustion.

Die erfindungsgemäße Verwendung einer laserbasierten Zündeinrichtung ist hierbei besonders vorteilhaft, weil die weiteren Laserimpulse 24 mit minimalen Latenzzeiten in den Brennraum 14 abgestrahlt werden können. Das heißt, dass das "Nachzünden" durch weitere Laserimpulse 24 nach der Feststellung einer nicht ordnungsgemäßen Verbrennung nahezu verzögerungsfrei gegenüber dem ersten Zündvorgang 100 erfolgen kann.The inventive use of a laser-based ignition device is particularly advantageous because the other laser pulses 24 with minimal latency in the combustion chamber 14 can be radiated. This means that the "Nachzünden" by further laser pulses 24 after detection of improper combustion almost instantaneously compared to the first ignition 100 can be done.

Zur dynamischen Formung des Verbrennungsverlaufs ist es ferner möglich, dass die Energie aufeinanderfolgend abgestrahlter Laserimpulse 24 variiert wird.For the dynamic shaping of the combustion process, it is also possible for the energy of successively emitted laser pulses 24 is varied.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Zündpunkt ZP, vgl. 1, in dem Brennraum 14, auf den der Laserimpuls 24 fokussiert ist, variiert wird. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer ordnungsgemäßen Entflammung des Luft-/Kraftstoffgemischs weiter gesteigert. Ferner kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mehrere Laserimpulse 24 gleichzeitig an verschiedene, in dem Brennraum 14 verteilte, Zündpunkte abgestrahlt werden, wobei insbesondere auch Randbereiche des Brennraums 14 mit einem Laserimpuls 24 beaufschlagbar sind.Furthermore, it can be advantageously provided that an ignition point ZP, cf. 1 in the combustion chamber 14 to which the laser pulse 24 is focused, is varied. This further increases the likelihood of proper ignition of the air / fuel mixture. Furthermore, it can be advantageously provided that a plurality of laser pulses 24 at the same time to different, in the combustion chamber 14 distributed, ignition points are radiated, in particular also edge regions of the combustion chamber 14 with a laser pulse 24 can be acted upon.

Ganz besonders vorteilhaft kann auch für den ersten Zündvorgang 100 (2) bereits eine Mehrfachzündung, d.h. eine Zündung durch Beaufschlagung des Brennraums 14 mit einer Mehrzahl von Laserimpulsen 24 vorgesehen sein.Especially advantageous for the first ignition 100 ( 2 ) already a multiple ignition, ie an ignition by acting on the combustion chamber 14 with a plurality of laser pulses 24 be provided.

Falls über mehrere aufeinanderfolgende Arbeitstakte desselben Zylinders hinweg Verbrennungsaussetzer erkannt werden, kann für zukünftige Zündvorgänge auch präventiv von einer Einzelzündung auf die beschriebene Mehrfachzündung umgestellt werden. Erst wenn auch die erfindungsgemäßen „Nachzündungen" kein Entflammen des Luft-/Kraftstoffgemischs bewirken, kann der betreffende Zylinder der Brennkraftmaschine 10 bezüglich der Kraftstoffeinspritzung ausgeblendet werden.If combustion misfires are detected over several consecutive working cycles of the same cylinder, it is also possible to switch from individual ignition to the described multiple ignition for future ignition processes. Only when the "afterburnings" according to the invention do not cause the air / fuel mixture to ignite can the relevant cylinder of the internal combustion engine 10 with respect to the fuel injection are hidden.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich besonders gut in Kombination mit strahlgeführten Brennverfahren, die bekanntlich hohe Anforderungen an die Synchronisation zwischen dem Zeitpunkt der Einbringung des Kraftstoffs in den Brennraum 14 und dem Zündzeitpunkt stellen. Insbesondere in mageren Betriebsarten, wie beispielsweise einem Schichtladungsbetrieb, kann auf diese Weise die Zuverlässigkeit einer Entflammung des Luft-/Kraftstoffgemischs gesteigert werden.The operating method according to the invention is particularly well suited in combination with spray-guided combustion processes, which are known to have high demands on the synchronization between the time of introduction of the fuel into the combustion chamber 14 and the ignition timing. In particular, in lean modes, such as a stratified charge mode, in this way the reliability of a fire of the air / fuel mixture can be increased.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren kann bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen ebenso vorteilhaft eingesetzt werden wie bei Stationärmotoren.The Operating method according to the invention can used equally advantageous in internal combustion engines of motor vehicles become like stationary engines.

Claims

Method for operating an internal combustion engine ( 10 ), in which one in a combustion chamber ( 14 ) of the internal combustion engine ( 10 ) located in a first ignition ( 100 ) and the actual occurrence of combustion of the ignited air / fuel mixture is monitored, characterized in that an ignition device with at least one laser device ( 26 ) for emitting a laser pulse ( 24 ) in the combustion chamber ( 14 ) is used, and if necessary, in particular in the case of the absence of combustion on the first ignition ( 100 ), at least one laser pulse ( 24 ) in the combustion chamber ( 14 ) is radiated.

Method according to claim 1, characterized in that that monitoring combustion depending on a combustion chamber pressure and / or optical and / or acoustic and / or other signals that depend on the course of the combustion takes place.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a number and / or repetition frequency of the after the first ignition ( 100 ) emitted laser pulses ( 24 ) as a function of operating variables of the internal combustion engine ( 10 ), in particular as a function of a speed and / or operating mode and / or a course of the combustion is selected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an energy of the after the first ignition ( 100 ) emitted laser pulses ( 24 ) as a function of operating variables of the internal combustion engine ( 10 ), in particular as a function of a speed and / or operating mode and / or a course of the combustion is selected.

Method according to Claim 4, characterized in that the energy of successively emitted laser pulses ( 24 ) is varied.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an ignition point (ZP) in the combustion chamber ( 14 ) to which the laser pulse ( 24 ) is varied.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, preferably as a function of combustion processes of previous work cycles which have already occurred or have not occurred, at least one laser pulse ( 24 ) already during the first ignition ( 100 ) is radiated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring of the combustion by an internal combustion engine ( 10 ) controlling computing unit ( 32a ) or by a separate, specially provided, computing unit ( 32b ) is carried out.

Computer program, characterized in that it for execution A method according to any one of claims 1 to 8 is programmed.

Control unit ( 32 ) for an internal combustion engine ( 10 ), characterized in that it is designed for carrying out a method according to one of claims 1 to 8.