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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorgangs einer Brennkraftmaschine sowie ein Einspritzsystem zum Einspritzen eines Fluids in die Brennkraftmaschine.
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Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Otto- oder Dieselmotoren, werden zum Betrieb unterschiedlicher Geräte verwendet. Bei ihrem Betrieb wird ein in die Brennkraftmaschine eingespritztes Fluid, in aller Regel Benzin- oder Dieselkraftstoff, verbrannt und eine im Kraftstoff enthaltene Energiemenge durch die Verbrennung in mechanische Energie umgewandelt. Hierzu werden mehrere zeitlich hintereinander erfolgende Verbrennungsvorgänge vorgenommen, welche in periodischer Abfolge stattfinden, um die Brennkraftmaschine gleichmäßig laufen zu lassen. Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen, wird versucht, den Verbrennungsvorgang während des Betriebs zu optimieren.
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Aus dem Stand der Technik sind zur Optimierung des Wirkungsgrads von Brennkraftmaschinen bereits verschiedene Lösungen bekannt. So offenbart beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2008 052 323 B3 ein Verfahren, das den Wirkungsgrad eines Motors während eines Fahrbetriebs optimiert. Hierzu können verschiedene Parameter, die für den Verbrennungsvorgang relevant sind und einen Kraftstoff- bzw. Luftpfad der Brennkraftmaschine betreffen, variiert und der hierdurch erreichte Wirkungsgrad mit dem bisherigen Wirkungsgrad verglichen werden. Nachteilig an aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist jedoch, dass in bislang verwendeten Brennkraftmaschine nicht alle verbrennungsrelevanten Parameter variiert und zur Optimierung des Verbrennungsvorgangs herangezogen werden können.
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Es ist damit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das den genannten Nachteil überwindet, mit dem also eine weitergehende Optimierung des Verbrennungsvorgangs erreicht werden kann. Außerdem soll ein Einspritzsystem vorgeschlagen werden, mit dem das Verfahren durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Einspritzsystem gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorgangs einer Brennkraftmaschine, in der ein Fluid zur Verbrennung eingespritzt wird, sieht mehrere Schritte vor. Zunächst wird als ein Istwert mindestens eine Kenngröße des Verbrennungsvorgangs erfasst, die durch eine Bildung einer Regeldifferenz zwischen dem Istwert und einem vorgegebenen Sollwert der besagten mindestens einen Kenngröße des Verbrennungsvorgangs und einem Einstellen einer Einspritzrate des Fluids als eine Stellgröße zur Minimierung der Regeldifferenz bei mindestens einem nachfolgenden Verbrennungsvorgang dem gewünschten Sollwert angenähert wird, wodurch der Verbrennungsvorgang optimiert wird.
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Als "Einspritzrate" soll in dieser Schrift eine Einspritzmenge des Fluids, welche pro einer Zeiteinheit in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird, verstanden werden. Durch die gewählte Kenngröße wird der Verbrennungsvorgang charakterisiert und diese Kenngröße zur Optimierung des Verbrennungsvorgangs nachgeführt. Das Einstellen der Einspritzrate als Stellgröße bietet den Vorteil, den Verbrennungsvorgang in vielfältiger Weise beeinflussen zu können, während ein Variieren der Einspritzrate bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen nicht möglich ist oder nicht zur Regelung herangezogen wird. Die Einspritzrate kann hierzu sowohl in ihrer Höhe als auch in ihrem zeitlichen Verlauf variiert und bzw. oder betriebspunktabhängig eingestellt werden. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können somit mit einer zunehmenden Laufzeit der Brennkraftmaschine auftretende Veränderungen, beispielsweise durch Verkoken, oder Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden.
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Zur Optimierung des Verfahrens kann die Einspritzrate vergrößert werden, um die mindestens eine Kenngröße des Verbrennungsvorgangs bei dem mindestens einen nachfolgenden Verbrennungsvorgang zu einem früheren Zeitpunkt zu erreichen. Die Einspritzrate kann verkleinert werden, um die mindestens eine Kenngröße des Verbrennungsvorgangs bei dem mindestens einen nachfolgenden Verbrennungsvorgang zu einem späteren Zeitpunkt zu erreichen. Durch eine erhöhte Einspritzrate wird der Brennkraftmaschine mehr zur Verbrennung verwendetes Fluid zugeführt, so dass die Verbrennung schneller abläuft und die besagte Kenngröße zu einem früheren Zeitpunkt als bisher erreicht wird. Entsprechend wird bei einem verminderten Einspritzen des Fluids der Verbrennungsvorgang verzögert und die betrachtete Kenngröße erst zu dem späteren Zeitpunkt erreicht.
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Die mindestens eine Kenngröße des Verbrennungsvorgangs umfasst in vorteilhafter Weise einen Brennbeginn, eine Verbrennungsschwerpunktlage, die auch als ein Schwerpunkt der Verbrennung oder Umsatzschwerpunkt bezeichnet wird, und bzw. oder ein Brennende. Die Kenngröße des Verbrennungsvorgangs kann allerdings jegliche Größe sein, die geeignet ist, den betrachteten Verbrennungsvorgang zu charakterisieren und von anderen Verbrennungsvorgängen abzugrenzen. Im Rahmen dieser Schrift soll unter dem Begriff "Brennbeginn" ein Zeitpunkt verstanden werden, an dem ein unterer Schwellwert, vorzugsweise 10 % eines Gesamtumsatzes, einer durch den Verbrennungsvorgang bewirkten Energieumsetzung stattgefunden hat. Dementsprechend soll unter der "Verbrennungsschwerpunktlage" ein Zeitpunkt verstanden werden, bei dem 50 % der Energieumsetzung stattgefunden haben. Diese Kenngröße wird bevorzugt als Maß für den Wirkungsgrad der Verbrennung und als zur Optimierung des Verbrennungsvorgangs herangezogene Kenngröße verwendet. Schließlich soll der Begriff "Brennende" den Zeitpunkt bezeichnen, zu dem ein oberer Schwellwert, vorzugsweise 90 % des Gesamtumsatzes, der Energieumsetzung stattgefunden hat. Die genannten möglichen Kenngrößen sind bei Verbrennungsvorgängen mit hinreichender Genauigkeit, beispielsweise über eine spezifische Position einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bestimmbar und erlauben eine zuverlässige Charakterisierung des jeweils betrachteten Verbrennungsvorgangs.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass zum Erfassen der mindestens einen Kenngröße des Verbrennungsvorgangs ein Zylinderdruck der Brennkraftmaschine während des Verbrennungsvorgangs gemessen wird. Da der Verbrennungsvorgang selbst in einem Zylinder der Brennkraftmaschine stattfindet und sich während des Verbrennungsvorgangs der Zylinderdruck in charakteristischer Weise ändert, bietet es sich an, den Zylinderdruck zu messen und aus einem Verlauf desselben die gewünschten Kenngrößen zu ermitteln. Hierzu wird in besonders vorteilhafter Weise aus dem gemessenen Zylinderdruck ein Summenheizverlauf ermittelt. Unter einem "Heizverlauf" soll ein zeitlicher Verlauf einer Wärmefreisetzung während des Verbrennungsvorgangs verstanden werden, welcher im Allgemeinen als zeitlicher Verlauf der Wärmefreisetzung über einem Kurbelwinkel beschrieben wird. Der Heizverlauf ist somit äquivalent zu einer Umwandlung der im Fluid als Kraftstoff chemisch gebundenen Energie in Wärmeenergie, welche die Brennkraftmaschine antreibt. Der Summenheizverlauf, der von einer Kurbelwinkelposition abhängt, ergibt sich durch numerische Integration als ein Produkt der einzelnen Heizverläufe und der Änderung der Kurbelwinkelposition. Aus dem Summenheizverlauf kann in besonders einfacher Weise die gewünschte Kenngröße des Verbrennungsvorgangs ermittelt werden.
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Das Einstellen der Einspritzrate erfolgt in vorteilhafter Weise durch ein Einstellen einer Hubgeschwindigkeit eines Einspritzventils, einer Hubposition des Einspritzventils und bzw. oder einer zeitlichen Länge eines Einspritzvorgangs. Der Begriff "Einspritzventil" soll in dieser Anmeldung aus Gründen einer besseren Lesbarkeit stellvertretend auch für Einspritzdüsen oder andere Arten von Injektoren stehen. Durch die genannten Variablen der Einspritzrate wird es möglich, den Verbrennungsvorgang in einem weiten Bereich durch Veränderung einer oder mehrerer der genannten Variablen zu beeinflussen und insbesondere den zeitlichen Verlauf der Einspritzrate zu steuern. In besonders vorteilhafter Weise handelt es sich bei dem Einspritzventil um ein direkt angetriebenes Einspritzventil, welches einfach in verschiedene Positionen bewegt werden kann.
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In einem weiteren Schritt des Verfahrens kann ein Verbrennungsluftverhältnis als weitere Stellgröße eingestellt werden. Dies erlaubt eine genauere Einstellung und Regelung des Verfahrens zusätzlich zur Einstellung der Einspritzrate.
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Ebenso kann vorgesehen sein, dass in einem weiteren Schritt des Verfahrens mindestens ein Einspritzzeitpunkt eines der weiteren Verbrennungsvorgänge als weitere Stellgröße eingestellt wird. Auch dieses Merkmal erlaubt eine feinere Regelung des Verfahrens.
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Das vorgeschlagene Verfahren zum Regeln des Verbrennungsvorgangs der Brennkraftmaschine kann zusätzlich zu aus dem Stand der Technik bereits bekannten Verfahren angewendet werden, sodass die Einspritzrate als zusätzliche Stellgröße berücksichtigt wird. In besonders vorteilhafter Weise wird zur Optimierung neben der Einspritzrate ein Einspritzzeitpunkt als Stellgröße verwendet.
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Das Verfahren kann auch vorsehen, dass das Regeln des Verbrennungsvorgangs erst stattfindet, wenn die Regeldifferenz einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
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Ein Einspritzsystem zum Einspritzen eines Fluids in eine Brennkraftmaschine umfasst mindestens ein Einspritzventil zum Einspritzen des Fluids, einen Sensor zum Ermitteln einer Kenngröße des Verbrennungsvorgangs als einen Istwert des Verbrennungsvorgangs und eine Steuervorrichtung zum Regeln des Verbrennungsvorgangs der Brennkraftmaschine durch Bilden einer Regeldifferenz aus dem Istwert der Kenngröße des Verbrennungsvorgangs und einem vorgegebenen Sollwert der Kenngröße des Verbrennungsvorgangs. Die Steuervorrichtung ist weiter ausgebildet zur Minimierung der Regeldifferenz bei mindestens einem nachfolgenden Verbrennungsvorgang das Einspritzventil derart anzusteuern, dass eine Einspritzrate des Fluids eingestellt wird.
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In vorteilhafter Weise umfasst der Sensor einen Zylinderdrucksensor. Dieser Zylinderdrucksensor ermittelt in einem Zylinder der Brennkraftmaschine, in den das Fluid als Kraftstoff eingespritzt und in dem es verbrannt wird, den Zylinderdruck, aus dem auf Kenngrößen des Verbrennungsvorgangs geschlossen werden kann.
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Aus einem von dem Zylinderdrucksensor gemessenen Zylinderdruck ist ein Summenheizverlauf und hieraus wiederum die mindestens eine Kenngröße ermittelbar.
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Das in die Brennkraftmaschine bzw. durch das Einspritzsystem eingespritzte Fluid ist vorzugsweise Dieselkraftstoff oder Benzin. Das Einspritzsystem kann somit in einem Dieselmotor oder einem Ottomotor eingesetzt werden.
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Vorzugsweise ist das Einspritzsystem eingerichtet, das beschriebene Verfahren durchzuführen.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Zylinders einer Brennkraftmaschine,
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2 ein Diagramm zweier Summenheizverläufe sowie zweier Hubzyklen eines Einspritzventils und
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3 ein Diagramm eines Verlaufs einer Abgastemperatur der Brennkraftmaschine für verschiedene Einspritzraten.
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In 1 ist in einer seitlichen schematischen Ansicht ein Zylinder 1 einer Brennkraftmaschine dargestellt. In dem Zylinder 1 sind ein Kolben 2 und eine Kurbelwelle 3 angeordnet, die über eine Pleuelstange 4 miteinander verbunden sind. Durch eine Rotation der Kurbelwelle 3 wird der Kolben 2 in dem Zylinder 1 periodisch auf- und abwärts bewegt, wodurch ein oberhalb des Kolbens 2 befindlicher Brennraum, der ansonsten von dem Zylinder 1 begrenzt wird, ebenfalls periodisch vergrößert und verkleinert wird. Die Brennkraftmaschine kann lediglich einen Zylinder 1 aufweisen, typischerweise sind jedoch mehrere derartige Zylinder vorgesehen.
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In einem Zylinderkopf des Zylinders 1 sind ein Einlassventil 5 sowie ein Auslassventil 6 vorgesehen, die von einer Antriebsvorrichtung 7 geöffnet und geschlossen werden. Das Einlassventil 5 dient dem Einlass von Luft aus einem Ansaugkanal in den unterhalb des Einlassventils 5 befindlichen Brennraum des Zylinders 1. Durch das Auslassventil 6 können in dem Brennraum während des Verbrennungsvorgangs erzeugte Gase aus dem Brennraum entfernt werden. Außerdem sind ein Einspritzventil 8 sowie eine Zündkerze 9 am oberen Ende des Zylinders 1 angeordnet. Der Zylinder 1 ist Bestandteil eines Ottomotors. Die Zündkerze 9 kann bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Dieselmotoren, auch entfallen.
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Das Einspritzventil 8 dient einem Einspritzen eines Kraftstoffs, beispielsweise Diesel oder Benzin je nach Art des als Brennkraftmaschine verwendeten Motors, und ist ein direkt von einer Steuervorrichtung 10 angetriebenes Einspritzventil. Das Einspritzventil 8 umfasst hierzu ein Verschlusselement, wie beispielsweise eine Düsennadel, sowie einen Piezoaktor, durch den bei einer an dem Piezoaktor anliegenden Spannung die Düsennadel angehoben oder abgesenkt wird. Hierdurch kann das Verschlusselement des Einspritzventils 8 in einer Hubbewegung geführt werden und mit einer bestimmten Geschwindigkeit in bestimmte Hubpositionen bewegt werden. Begrenzt wird die Hubbewegung des Verschlusselements durch eine untere Position, in der das Einspritzventil 8 komplett geschlossen ist und kein Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders 1 eingespritzt wird, und einen oberen Anschlagpunkt. Befindet sich das Verschlusselement an dem oberen Anschlagpunkt, wird eine maximale Einspritzmenge des Kraftstoffs eingespritzt. Unter "Hubbewegung" soll sowohl ein Anheben des Verschlusselements aus der unteren Position wie auch ein Absenken in die untere Position verstanden werden.
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Außerdem ist in dem Zylinder 1 ein Sensor 11, im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zylinderdrucksensor, angebracht. Dieser Zylinderdrucksensor erfasst einen Zylinderdruck über ein Spannungssignal während des Verbrennungsvorgangs und leitet gemessene Werte an eine Recheneinheit 12 zur weiteren Auswertung weiter. Diese Recheneinheit 12 ermittelt unter Berücksichtigung einer Sensorkennlinie einen Summenheizverlauf des Verbrennungsvorgangs, aus dem eine oder mehrere Kenngrößen des Verbrennungsvorgangs ermittelt werden können. Sobald eine der möglichen Kenngrößen des Verbrennungsvorgangs als ein Istwert des Verbrennungsvorgangs ermittelt ist, leitet die Recheneinheit 12 diesen Wert an die Steuervorrichtung 10 weiter, die eine Regeldifferenz aus dem Istwert der Kenngröße des Verbrennungsvorgangs und einem vorgegebenen Sollwert bildet, welcher für die jeweilige Brennkraftmaschine an einem Prüfstand oder direkt in einem Fahrzeug über ein geeignete Vorrichtung ermittelt wurde und in einem Speicher der Steuervorrichtung 10 vorgehalten ist. In Abhängigkeit von der gebildeten Regeldifferenz steuert die Steuervorrichtung 10 das Einspritzventil 8 derart an, dass bei mindestens einem nachfolgenden Verbrennungsvorgang die Regeldifferenz minimiert wird, indem eine Einspritzrate des Kraftstoffs eingestellt wird.
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Das in 1 dargestellte Einspritzsystem aus dem Einspritzventil 8, dem Sensor 11 samt der Recheneinheit 12 und der Steuervorrichtung 10 ist eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren, welches anhand der folgenden Figuren noch genauer beschrieben wird, durchzuführen.
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In 2 sind in einem Diagramm zwei Summenheizverläufe sowie zwei Hubzyklen des Einspritzventils 8 dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser wie auch in der folgenden Figur mit identischen Bezugszeichen versehen. Auf einer linken Ordinate 13 sind Werte eines Summenheizverlaufs in Prozent aufgetragen. Auf einer Abszisse 14 ist ein Kurbelwinkel in Grad aufgetragen. Der Kurbelwinkel ist definiert als ein Winkel, um den die in 1 dargestellte Kurbelwelle 3 bezogen auf einen definierten Nullwinkel rotiert ist. Auf einer rechten Ordinate 15 ist eine Einspritzrate, ebenfalls in Prozent, aufgetragen. Die Einspritzrate, welche als die Einspritzmenge pro Zeiteinheit definiert ist, weist, bedingt durch eine Bauform des Einspritzventils 8, einen Maximalwert auf, der gleich 100 % gesetzt wird. Ebenso wird ein Maximalwert des normalerweise in kJ/m3 angegebenen Werts des Summenheizverlaufs gleich dem Wert 100 % gesetzt.
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In dem in 2 gezeigten Diagramm sind nun ein erster Summenheizverlauf 16 für eine Einspritzrate von 100 % und ein zweiter Summenheizverlauf 17 für eine Einspritzrate von 85 % aufgetragen. Die angegebenen Werte der Einspritzraten richten sich hierbei nach dem jeweils erreichten Maximalwert der Einspritzrate. Der in 2 dargestellte erste Summenheizverlauf 16 für die Einspritzrate von 100 % und der zweite Summenheizverlauf 17 für die Einspritzrate von 85 % wurden aus einem Zylinderdruckverlauf, also einem zeitlichen Verlauf des Zylinderdrucks, berechnet, der durch den in 1 dargestellten Sensor 11 ermittelt wurde. Ein Ausführungsbeispiels eines Verfahren zum Regeln des Verbrennungsvorgangs wird im Folgenden anhand zweier in 2 ebenfalls eingetragener Trapeze 20 und 21, welche jeweils einen Hubzyklus des Einspritzventils 8 darstellen, besprochen.
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Das erste Trapez 20 mit einer vertikalen Schraffur kennzeichnet die Einspritzrate von 100 % und korrespondiert somit mit dem ersten Summenheizverlauf 16, während das zweite Trapez 21 mit horizontaler Schraffur die Einspritzrate von 85 % kennzeichnet und somit mit dem zweiten Summenheizverlauf 17 korrespondiert. Die Eckpunkte der Trapeze 20 und 21 geben jeweils eine Hubposition des Verschlusselements des Einspritzventils 8 in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel an, markieren also den Hubzyklus.
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Bei einer Einspritzrate von 100 % wird das Verschlusselement von der unteren Position startend möglichst schnell in die maximale Hubposition bewegt, so dass eine maximale Einspritzrate gegeben ist. Diese untere Position als ein Startpunkt des Hubzyklus des Verschlusselements ist gleich einem am weitesten links liegenden Punkt des ersten Trapezes 20, der bei einem Kurbelwinkel von –8° liegt. Die maximale Hubposition ist durch den am weitesten links liegenden Punkt des ersten Trapezes 20 gekennzeichnet, bei dem die aktuelle Einspritzrate 100 % beträgt und wird bei einem Kurbelwinkel von 0° erreicht. Andere verbrennungsrelevante Parameter wie ein Verbrennungsluftverhältnis oder ein Zylinderdruck werden hierbei konstant gehalten. In dieser maximalen Hubposition verbleibt das Verschlusselement bis zu einem Kurbelwinkel von ungefähr 28° und wird danach mit der gleichen Geschwindigkeit wie beim Anheben wieder in die Verschlussposition geführt, in der die aktuelle Einspritzrate 0 % beträgt. Diese Position ist der am weitesten rechts liegende Punkt des ersten Trapezes 20 bei der Kurbelwinkelposition 36° und kennzeichnet ein Ende des Hubzyklus. In weiteren Ausführungsformen können die Geschwindigkeiten des Anhebens und des Zurückführens des Verschlusselements in die Verschlussposition natürlich auch unterschiedlich groß sein.
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Ein Flächeninhalt des ersten Trapezes 20 und des zweiten Trapezes 21 entspricht jeweils der eingespritzten Menge Kraftstoffs, also der Einspritzmenge, und ist sowohl für das erste Trapez 20 wie auch für das zweite Trapez 21 identisch. Das zweite Trapez 21, das der Einspritzrate von 85 % entspricht, sieht eine langsamere Anhebung des Verschlusselements bis zu einer Hubposition vor, in der 85 % des Maximalwerts der Einspritzrate erreicht werden. In dieser Position bleibt das Verschlusselement nun allerdings für einen längeren Zeitraum als bei der Einspritzrate von 100 %, um insgesamt die gleiche Einspritzmenge wie bei der Einspritzrate von 100 % zu erreichen. Anschließend wird auch hier das Verschlusselement wieder in die Ursprungsposition, in der das Verschlusselement das Einspritzventil 8 verschließt, zurückbewegt. Auch in Bezug auf die Einspritzrate von 85 % kann die Geschwindigkeit, mit der das Verschlusselement angehoben wird und die Geschwindigkeit, mit der das Verschlusselement abgesenkt wird, in weiteren Ausführungsbeispielen unterschiedlich groß sein.
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Der erste Summenheizverlauf 16 und der zweite Summenheizverlauf 17 verlaufen bis zum Erreichen eines Brennbeginns 24 bei einem Wert von 10 % des Maximalwerts des Summenheizverlaufs nahezu gleich. Durch Verändern der Einspritzrate wird jedoch eine Verbrennungsschwerpunktlage 18, die bei 50 % des Maximalwerts des auf der linken Ordinate 13 aufgetragenen Summenheizverlaufs definiert ist, an unterschiedlichen Kurbelwinkelpositionen und somit zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreicht. Für die Einspritzrate von 85 % wird die Verbrennungsschwerpunktlage 18 bei dem Kurbelwinkel 15° erreicht.
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Wird somit die Verbrennungsschwerpunktlage 18 bei der Einspritzrate von 85 % in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens als Kenngröße verwendet und der aktuelle Wert des Kurbelwinkels, bei dem der Summenheizverlauf 17 diesen Wert erreicht, als der Istwert aufgefasst, wird durch die Steuervorrichtung 10 die Regeldifferenz zwischen dem Istwert und einer in der Steuervorrichtung 10 abgespeicherten Kurbelwinkelposition als Sollwert errechnet und die Einspritzrate in dem nachfolgenden Verbrennungsvorgang erhöht, um die Regeldifferenz zu minimieren. Der Sollwert beträgt im in 2 dargestellten Beispiel 8°, sodass die Einspritzrate von 85 % auf 100 % erhöht wird, um die Verbrennungsschwerpunktlage 18 nun bereits bei einem kleineren Wert der Kurbelwinkelposition und somit zu einem früheren Zeitpunkt erreicht.
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Statt der Verbrennungsschwerpunktlage 18 kann auch als Kenngröße des Verbrennungsvorgangs ein Brennende 19 verwendet werden, das bei 90 % des Maximalwerts des Summenheizverlaufs liegt. Bei den dargestellten Summenheizverläufen 16 und 17 wird durch die Regelung des Verbrennungsvorgangs auch das Brennende 19 bei der Einspritzrate von 100 % etwa 10° des Kurbelwinkels vor dem Brennende 19 bei der Einspritzrate von 85 % erreicht. Zum Einstellen der Verbrennungsschwerpunktlage 18 wird bevorzugt eine Steigung der in 2 dargestellten Bewegung des Verschlusselements variiert, also die Hubgeschwindigkeit, während zum Einstellen des Brennendes 19 die Höhe der Einspritzrate maßgeblich ist.
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Der Verlauf der Einspritzrate und somit der Verlauf des Summenheizverlaufs und auch die Verbrennungsschwerpunktlage 18 sind somit sowohl durch die Hubgeschwindigkeit des Einspritzventils 8, die Hubposition des Einspritzventils 8 und bzw. oder die zeitliche Länge des Einspritzvorgangs einstellbar. Die Verbrennungsschwerpunktlage 18 und auch weitere Kenngrößen des Verbrennungsvorgangs können darüber hinaus auch über eine Veränderung des Verbrennungsluftverhältnisses oder eine Änderung eines Einspritzzeitpunkts erreicht werden. In weiteren Ausführungsformen des Verfahrens kann auch eine betriebspunktabhängige Regelung des Verbrennungsvorgangs durch die Einspritzrate vorgesehen sein.
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In 3 ist in einem weiteren Diagramm eine Abgastemperatur über der Einspritzrate aufgetragen. Auf einer Abszisse 22 ist die Einspritzrate wiederum in Prozent aufgetragen. Auf einer Ordinate 23 ist die Abgastemperatur, auch in Prozent, aufgetragen, wobei sich ein Wert von 100 % der Abgastemperatur auf die Abgastemperatur bei einer Einspritzrate von 100 % bezieht.
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Aus 3 ist ersichtlich, dass sich eine Verringerung der Einspritzrate um 15 %, also von 100 % auf 85 %, in einer Abgastemperaturerhöhung von knapp 5 % niederschlägt, die auf die nun verlängerte Dauer des Einspritzens zurückzuführen ist. Bei einer weiteren Reduzierung der Einspritzrate erhöht sich die Abgastemperatur entsprechend. Generell kann über eine Änderung des Brennbeginns ein bei dem Verbrennungsvorgang erzeugtes Geräusch eingestellt werden, durch Verändern der Verbrennungsschwerpunktlage 18 ein Verbrauch der Brennkraftmaschine und durch Ändern des Brennendes 19, wie in 3 dargestellt, die Abgastemperatur.
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Durch eine Änderung der Abgastemperatur bei einer Änderung der Einspritzrate kann das vorgestellte Verfahren auch bei temperaturgeführten Abgasnachbehandlungssystemen eingesetzt werden, um eine Effizienz eines Verbunds aus der Brennkraftmaschine und dem Abgasnachbehandlungssystem zu erhöhen.
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Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008052323 B3 [0003]
