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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung, bei dem die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit eines eine Deaktivierungsanforderung repräsentierenden Deaktivierungssignals deaktiviert wird, und bei dem vor der Deaktivierung ein gegebenenfalls in einem Saugrohr befindlicher Wandfilm reduziert wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm, ein elektronisches Speichermedium, und ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine.
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Ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art ist bereits aus der
US 2003/0163243 A1 bekannt. Das bekannte Verfahren schlägt vor, die Brennkraftmaschine nach einer Deaktivierungsanforderung in einen Niedriglastzustand zu versetzen, um den Wandfilm vor der tatsächlichen Deaktivierung der Brennkraftmaschine zu reduzieren.
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Aus der
DE 100 11 434 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine der Einspritzbeginn im Bereich des oberen Totpunktes der Ansaugphase liegt.
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Aus der
DE 102 41 061 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Kraftstoffwandfilmmasse bei einem Verbrennungsmotor mit Saugrohreinspritzung bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Reduktion des Wandfilms in dem Saugrohr vor der Deaktivierung der Brennkraftmaschine anzugeben, das insbesondere keinen Niedriglastzustand erfordert.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nach dem Auftreten der Deaktivierungsanforderung ein Einspritzzeitpunkt, zu dem Kraftstoff in das Saugrohr eingespritzt wird, gegenüber einem während eines Normalbetriebs, insbesondere eines Leerlaufbetriebs, der Brennkraftmaschine verwendeten Standard-Einspritzzeitpunkt verzögert wird.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine derartige Verzögerung bzw. Spätverstellung des Einspritzzeitpunkts vorteilhaft den Abbau eines in dem Saugrohr vorhandenen Wandfilms begünstigt, wodurch die wandfilmbedingten Emissionen während einer Deaktivierung der Brennkraftmaschine vermindert werden. Insbesondere werden hierdurch vorteilhaft diejenigen Kohlenwasserstoffemissionen vermindert, die bei herkömmlichen Betriebsverfahren durch einen allmählichen Abbau des Wandfilms durch den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine hindurch auftreten. Dadurch eignet sich das erfindungsgemäße Betriebsverfahren bevorzugt zur Verwendung in Verbindung mit hybriden Antriebskonzepten beziehungsweise so genannten Start-Stop-Konzepten, bei denen die Brennkraftmaschine unter anderem zur Kraftstoffeinsparung verhältnismäßig häufig deaktiviert und erneut aktiviert wird.
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Um die durch den Abbau des Wandfilms in dem Saugrohr auftretende Kraftstoffmenge, die zur Brennraumladung beiträgt, zu berücksichtigen, kann bei einer Variante der vorliegenden Erfindung vorteilhaft nach dem Auftreten der Deaktivierungsanforderung eine eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert werden.
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Vor der tatsächlichen Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzung zum Abschalten der Brennkraftmaschine wird einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge zunächst eine vorgebbare Zahl von weiteren, erfindungsgemäß verzögerten, Einspritzungen durchgeführt, um einen hinreichenden Abbau des Wandfilms zu bewirken.
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Besonders vorteilhaft wird bei einer weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensvariante vor der Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzung für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine mindestens eine gegenüber dem Normalbetrieb verzögerte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt. Hierdurch ist gewährleistet, dass für alle Zylinder der Brennkraftmaschine ein gleichmäßiger Abbau des Wandfilms erfolgt.
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Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ist vorgesehen, dass der Einspritzzeitpunkt derart verzögert wird, dass eine Kraftstoffeinspritzung zumindest teilweise bei bereits geöffnetem Einlassventil erfolgt, wodurch ein besonders effizienter Abbau des in dem Saugrohr befindlichen Wandfilms gegeben ist. Die erfindungsgemäße Verzögerung des Einspritzzeitpunkts kann auch so gewählt sein, dass - unter Berücksichtigung einer Flugzeit des eingespritzten Kraftstoffs - die Einspritzung erst kurz vor dem Schließen des Einlassventils erfolgt.
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Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms, das auf einem Computer beziehungsweise einer Recheneinheit eines Steuergeräts ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Das Computerprogramm kann beispielsweise auf einem elektronischen Speichermedium abgespeichert sein, wobei das Speichermedium seinerseits zum Beispiel in dem Steuergerät enthalten sein kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Figurenliste
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, und
- 2 den zeitlichen Verlauf verschiedener Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine während der Durchführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst mehrere Zylinder, von denen in 1 jedoch nur einer dargestellt ist. Der Zylinder weist einen Brennraum 12 auf, der über ein Einlassventil 14 mit einem Ansaugrohr 16 verbunden werden kann. Die über das Ansaugrohr 16 in den Brennraum 12 gelangende Luftmenge wird von einer Drosselklappe 18 eingestellt. Zwischen der Drosselklappe 18 und dem Einlassventil 14 ist ein Injektor 20 angeordnet, der Kraftstoff 22 wie abgebildet in die in dem Ansaugrohr 16 strömende Luft (Pfeil 23) einspritzt. Das in den Brennraum 12 eingebrachte Luft/KraftstoffGemisch wird von einer Zündkerze 24 entflammt. Heiße Verbrennungsabgase werden aus dem Brennraum 12 über ein Auslassventil 26 und ein Abgasrohr 28 abgeleitet.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, bleibt bei einer Einspritzung von Kraftstoff 22 in das Saugrohr 16 vor dem Einlassventil 14 ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes 22 an der Wand 30 des Saugrohres 16 in Form eines Wandfilms 32 haften.
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Um zu verhindern, dass auch nach einem Deaktivieren der Brennkraftmaschine 10 Kraftstoff in Form des Wandfilms 32 in dem Saugrohr 16 verbleibt, wird das nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschriebene erfindungsgemäße Betriebsverfahren durchgeführt.
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2 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf mehrerer Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10 (1). Bei der mit dem Bezugszeichen S1 bezeichneten Betriebsgröße handelt es sich um ein in dem Steuergerät 50 (1) verwendetes Logiksignal, das eine Deaktivierungsanforderung anzeigt und dementsprechend im Folgenden als Deaktivierungssignal bezeichnet ist. Vor dem in 2 bezeichneten Zeitpunkt t1 weist das Deaktivierungssignal S1 einen Wert von logisch Null auf, das bedeutet, die Brennkraftmaschine 10 (1) befindet sich in einem normalen Betriebszustand, wie beispielsweise einem Leerlauf. Zu dem Zeitpunkt t1 wechselt das Deaktivierungssignal S1 wie abgebildet auf den Wert logisch Eins und zeigt damit an, dass eine Deaktivierung der Brennkraftmaschine 10 vorzunehmen ist.
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Eine derartige Deaktivierungsanforderung kann von verschiedenen, dem Fachmann bekannten Systemen herrühren. Beispielsweise kann die Deaktivierungsanforderung direkt von einem Fahrer eines die Brennkraftmaschine 10 aufweisenden Kraftfahrzeugs erzeugt werden, der einen Zündschlüssel in eine Aus-Position bewegt oder ein vergleichbares Stellglied zur Deaktivierung der Brennkraftmaschine 10 betätigt. Ferner kann die Deaktivierungsanforderung insbesondere bei Hybridfahrzeugen oder Fahrzeugen mit Start-Stöp-Konzepten direkt von einem System des Kraftfahrzeugs oder auch von einem in dem Steuergerät 50 implementierten Subsystem der Motorsteuerung herrühren.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nach der Deaktivierungsanforderung zu dem Zeitpunkt t1 ein für die Einspritzung von Kraftstoff 22 in das Saugrohr 16 verwendeter Einspritzzeitpunkt verzögert wird gegenüber einem Standard-Einspritzzeitpunkt, wie er beispielsweise in einer Leerlaufbetriebsart der Brennkraftmaschine 10, zum Beispiel also für Zeiten t < t1 verwendet wird. Die erfindungsgemäße Spätverstellung des Einspritzzeitpunkts wird in 2 durch das ebenfalls als Logiksignal ausgebildete Signal S3, präziser durch den Zustandswechsel des Signals S3 von logisch Eins zu logisch Null während des Zeitpunkts t2 symbolisiert.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die gegenüber normalen Betriebsarten der Brennkraftmaschine 10 verzögerte Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr 16 zum Abbau des in dem Saugrohr 16 vorhandenen Wandfilms 32 dient. Daher wird durch das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren nach dem Auftreten der Deaktivierungsanforderung vorteilhaft zunächst ab dem Zeitpunkt t2 der Wandfilm 32 abgebaut, bevor die Brennkraftmaschine 10 tatsächlich deaktiviert wird. Hierdurch ergibt sich vorteilhaft eine geringere Menge unverbrannten Kraftstoffs in dem Ansaugrohr 16 in Form des Wandfilms 32, die bei herkömmlichen Verfahren ansonsten bei bereits deaktivierter Brennkraftmaschine 10 durch den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 10 in die Umwelt entweichen kann.
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Da der erfindungsgemäße Abbau des Wandfilms 32 ab dem Zeitpunkt t > t2 einsetzt, der abgebaute Wandfilm mithin als „Mehrmenge“ von Kraftstoff dem Brennraum 12 zugeführt wird, solange die Brennkraftmaschine 10 noch nicht vollständig deaktiviert ist, ist erfindungsgemäß vorteilhaft vorgesehen, ab dem Zeitpunkt t2 auch die durch den Injektor 20 in das Saugrohr 16 eingespritzte Kraftstoffmenge 22 entsprechend zu reduzieren, um die durch den Abbau des Wandfilms 32 bedingte Mehrmenge zu kompensieren.
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Die erfindungsgemäße Reduktion der ab dem Zeitpunkt t2 eingespritzten Kraftstoffmenge wird durch das ebenfalls in 2 abgebildete Signal S4 dargestellt, das dementsprechend einen Zustandswechsel von logisch Eins nach logisch Null zu dem Zeitpunkt t2 aufweist.
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Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren zum Abbau des Wandfilms 32 wird ab dem Zeitpunkt t2 für eine vorgebbare Zeit durchgeführt, bis schließlich zu einem Zeitpunkt t3 die Kraftstoffeinspritzung in das Saugrohr 16 vollständig deaktiviert wird, um die Brennkraftmaschine 10 stillzulegen. Die Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzung wird vorliegend durch das Signal S2 (2) angedeutet, das dementsprechend einen Zustandswechsel von logisch Null auf logisch Eins zu dem Zeitpunkt t3 aufweist.
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Als Ergebnis der Durchführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens liegt zu dem Zeitpunkt t3, d.h. der Deaktivierung der Brennkraftmaschine 10, ein signifikant verminderter Wandfilm 32 oder sogar gar kein Wandfilm 32 mehr vor, so dass durch ein nachträgliches Abdampfen des Wandfilms 32 bedingte Kohlenwasserstoffemissionen vorteilhaft vermieden werden.
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Bei einer weiteren sehr vorteilhaften erfindungsgemäßen Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass vor der Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzung zu dem Zeitpunkt t3 für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 10 mindestens eine gegenüber dem Normalbetrieb verzögerte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, so dass eine gleichmäßige Reduktion des Wandfilms 32 für alle Zylinder der Brennkraftmaschine 10 erzielt wird.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Betriebsverfahren für Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung sieht das erfindungsgemäße Verfahren im Wege der vorgeschlagenen Verzögerung des Einspritzzeitpunkts vor, die Kraftstoffeinspritzung nicht während einer Auslassphase des Zylinders vorzusehen, sondern vielmehr zumindest teilweise bei bereits geöffnetem Einlassventil 14, so dass ein effizienter Abbau des Wandfilms 32 erfolgen kann. D.h., erfindungsgemäß wird es gezielt vermieden, Kraftstoff 22 so frühzeitig in das Saugrohr 16 einzuspritzen, dass dieser noch in dem Saugrohr 16 möglichst vollständig verdampft, bevor eine Ansaugphase startet.
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Bei einer sehr vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ist vorgesehen, dass der Einspritzzeitpunkt derart verzögert wird, dass eine Kraftstoffeinspritzung zumindest teilweise bei bereits geöffnetem Einlassventil 14 erfolgt, wodurch ein besonders effizienter Abbau des in dem Saugrohr 16 befindlichen Wandfilms 32 gegeben ist. Die erfindungsgemäße Verzögerung des Einspritzzeitpunkts kann auch so gewählt sein, dass - unter Berücksichtigung einer Flugzeit des eingespritzten Kraftstoffs 22 - die Einspritzung erst kurz vor dem Schließen des Einlassventils 14 erfolgt. Einspritzzeitpunkte zwischen diesen Extrema sind ebenfalls denkbar.
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Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich bevorzugt zur Verwendung in Verbindung mit hybriden Antriebskonzepten beziehungsweise so genannten Start-Stop-Konzepten, bei denen die Brennkraftmaschine 10 unter anderem zur Kraftstoffeinsparung verhältnismäßig häufig deaktiviert und erneut aktiviert wird und speziell mit dem Deaktivieren einhergehende Emissionen stärker ins Gewicht fallen als bei herkömmlichen Systemen, bei denen die Brennkraftmaschine innerhalb kurzer Zeit verhältnismäßig selten deaktiviert wird.
