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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit dualer Kraftstoffzumessung, gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, ein maschinenlesbarer Datenträger zur Speicherung des Computerprogramms und ein elektronisches Steuergerät, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
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Stand der Technik
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Bei einer hier betroffenen dualen Kraftstoffzumessvorrichtung werden eine Saugrohreinspritzung und eine Direkteinspritzung bei der Kraftstoffzumessung einer Brennkraftmaschine gekoppelt bzw. parallel betrieben. Eine entsprechende duale Kraftstoffzumess- bzw. Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine geht z.B. aus
US 2006/009 65 72 A1 hervor. Diese Vorrichtung weist einen mit einem Luftfilter ausgestatteten Luftansaugkrümmer, der sich in vier zu je einem Zylinder führende Saugrohre verzweigt, eine erste Gruppe aus vier Kraftstoffeinspritzventilen, die Kraftstoff direkt in je einen Zylinder einspritzen, und eine zweite Gruppe von vier Kraftstoffeinspritzventilen auf, die Kraftstoff in je eines der Saugrohre einspritzen. Die Kraftstoffeinspritzventile der zweiten Gruppe sind an eine Kraftstoff aus einem Kraftstofftank fördernde Niederdruckpumpe angeschlossen, während die Kraftstoffeinspritzventile der ersten Gruppe an eine Hochdruckpumpe angeschlossen sind, die ihrerseits von der Niederdruckpumpe versorgt wird. Die beiden Gruppen von Kraftstoffeinspritzventilen besitzen unterschiedliche Einspritzcharakteristiken und werden von einer elektronischen Steuereinheit selektiv in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl und einem Füllfaktor der Brennkraftmaschine so angesteuert, dass im normalen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine eine homogene Verbrennung in den Zylindern erfolgt.
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Bei diesen bekannten Kraftstoffzumessvorrichtungen arbeiten die beiden Gruppen von Einspritzventilen jeweils autark bzw. unabhängig voneinander. Dadurch kann eine optimale bzw. an die aktuellen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs angepasste Aufteilung von durch die beiden Gruppen zugemessenem Kraftstoff nicht gewährleistet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in einem Betriebspunkt einer hier betroffenen Brennkraftmaschine bei einer hier betroffenen dualen Kraftstoffzumesseinrichtung von durch die genannten beiden Gruppen zugemessenem Kraftstoff physikalisch eine Vielzahl verschiedener Aufteilungen möglich sind.
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Darüber hinaus hängt eine geeignete bzw. optimale Aufteilung von für die jeweilige Brennkraftmaschine bzw. deren Komponenten spezifischen Betriebsbedingungen, z.B. von den jeweils verbauten Injektoren und der verbauten Hochdruckpumpe, oder von der Leistung der Brennkraftmaschine, ab.
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Auch würde eine freie Aufteilung über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine einen sehr hohen Applikations- bzw. Rechenaufwand erfordern, so dass erkannt wurde, dass eine Koordination von Anforderungen und deren Priorisierung in Anbetracht der genannten, verschiedenen Möglichkeiten bei der Bestimmung einer geeigneten Aufteilung erforderlich ist, damit die duale Kraftstoffzumesseinrichtung mit zumutbarem Applikationsaufwand, und insbesondere im Fahrbetrieb eines entsprechenden Kraftfahrzeugs, beherrschbar wird.
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Die Erfindung schlägt ein gegenüber dem Stand der Technik entsprechend verbessertes Verfahren und sowie eine entsprechende Vorrichtung zur genannten Koordination und Priorisierung einer Vielzahl genannter Möglichkeiten bei der Berechnung von Aufteilungsfaktoren zur genannten Kraftstoffaufteilung in einer hier betroffenen dualen Kraftstoffzumessvorrichtung vor. Dabei werden zunächst mögliche und/oder aktuell vorliegende Betriebsanforderungen der Brennkraftmaschine erfasst und die so erfassten Anforderungen zunächst nach vorgegebenen Kriterien kategorisiert. Basierend auf der Kategorisierung der Anforderungen, wird die Vielzahl physikalisch möglicher Aufteilungsfaktoren gegeneinander priorisiert. Ein durch die Priorisierung aufgefundener optimaler Aufteilungsfaktor wird an eine Steuereinheit der dualen Kraftstoffzumessvorrichtung übergeben, welche dann auf der Grundlage dieses Aufteilungsfaktors den Brennräumen der Brennkraftmaschine bzw. dem Brennraum eines vorliegend betrachteten Zylinders der Brennkraftmaschine, entsprechend Kraftstoff in dem genannten Mischbetrieb, d.h. saugrohrbasiert und/oder direkt, zumisst.
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Die Berechnung der beiden Kraftstoffmengen für den genannten Mischbetrieb kann für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine einzeln durchgeführt werden. Die verschiedenen Zylinder der Brennkraftmaschine können dabei sequenziell abgearbeitet werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass die erfassten Betriebsanforderungen der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs mittels einer Speicheranordnung gespeichert werden, dass jeder so gespeicherten Betriebsanforderung, abhängig von einer genannten Kategorisierung, eine Wertigkeit zugewiesen wird und dass abhängig von der zugewiesenen Wertigkeit ein genannter Aufteilungsfaktor bestimmt wird. Eine solche Speicheranordnung lässt sich einfach und damit kostengünstig implementieren und ermöglicht eine für den laufenden Betrieb eines Kraftfahrzeugs erforderliche schnelle Verarbeitung hier betroffener Daten.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Wertigkeit einer Position einer Betriebsanforderung in einer solchen Speicheranordnung entspricht, da die Verarbeitung der Daten dadurch erheblich vereinfacht wird.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass bei der Zuweisung einer Wertigkeit für eine Betriebsanforderung verhindert wird, dass eine Wertigkeit doppelt vorhanden ist. Dadurch kann eine nicht eindeutige Situation bei der Bestimmung des Aufteilungsfaktors wirksam verhindert werden. Sollte es dennoch vorkommen, dass zwei Betriebsanforderungen eine übereinstimmende Wertigkeit besitzen, kann eine nicht eindeutige Situation auch dadurch verhindert werden, dass die Speicheranordnung von einem kleinsten Positionswert zu einem größten Positionswert hin ausgewertet wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die große Anzahl an möglichen Aufteilungsfaktoren erheblich zu reduzieren und damit eine automatisierbare Berechnung einer möglichst optimalen Aufteilung der zugemessenen Kraftstoffmenge in einer hier betroffenen dualen Kraftstoffzumessvorrichtung. Im Ergebnis wird ein neuer Betriebsbereich der Brennkraftmaschine ermöglicht, in dem ein variabler Mischbetrieb der beiden Zumesssysteme erfolgt. Die dafür erforderliche Berechnung des über zwei Kraftstoffzumesspfade jeweils zugemessenen Kraftstoffs erfolgt gesteuert und für die beiden Zumesssysteme synchronisiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher im Ergebnis eine gegenüber dem Stand der Technik gezieltere und damit verbesserte Ansteuerung der jeweiligen Injektoren sowie eine systematische Koordination von Anforderungen und deren Priorisierung von für die Berechnung des Aufteilungsfaktors berücksichtigten Betriebsbedingungen bzw. Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine.
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Es ist hervorzuheben, dass ein genannter Mischbetrieb eine ausschließlich saugrohrbasierte Kraftstoffzumessung, eine ausschließlich direkte Kraftstoffzumessung sowie eine beliebige, variable Aufteilung zwischen den beiden Betriebsarten umfasst. Zudem kann ein solcher Mischbetrieb in der Startphase der Brennkraftmaschine angewendet werden und dadurch verschiedene Startarten ermöglichen.
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Die Erfindung kann insbesondere in einem hier betroffenen dualen Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zur Anwendung kommen. Darüber hinaus ist auch eine Anwendung bei im industriellen Bereich, z.B. in der chemischen Verfahrenstechnik eingesetzten Brennkraftmaschinen mit einer solchen dualen Kraftstoffeinspritzung möglich.
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Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um eine hier betroffene duale Kraftstoffzumessvorrichtung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer dualen Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine, gemäß dem Stand der Technik.
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2 zeigt schematisch den zeitlichen Ablauf von Kraftstoffeinspritzungen bei einer Kraftstoff-Saugrohreinspritzung, gemäß dem Stand der Technik.
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3 zeigt schematisch den zeitlichen Ablauf von Kraftstoffeinspritzungen bei einer Kraftstoff-Direkteinspritzung, gemäß dem Stand der Technik.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ablaufdiagramms.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Aufteilung von zugemessenem Kraftstoff in einer hier betroffenen dualen Kraftstoffzumessvorrichtung.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Die in
1 gezeigte, aus
DE 10 2008 044 056 A1 bekannte vierzylindrige Brennkraftmaschine weist vier Zylinder
11 auf, die von einem Zylinderkopf
12 abgedeckt sind. Der Zylinderkopf
12 begrenzt in jedem Zylinder
11 zusammen mit einem hier nicht dargestellten, im Zylinder
11 geführten Hubkolben einen Brennraum
13, der eine von einem Einlassventil
14 gesteuerte Einlassöffnung
15 aufweist. Die Einlassöffnung
15 bildet die Mündung eines den Zylinderkopf
12 durchdringenden Einlasskanals
16.
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Die gezeigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst einen Luftströmungsweg 18 zum Zuführen von Verbrennungsluft zu den Brennräumen 13 der Zylinder 11, der endseitig voneinander getrennte, zu den einzelnen Einlasskanälen 16 führende Strömungskanäle 17 aufweist. Zudem sind eine erste Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen 19, die Kraftstoff direkt in jeweils einen Brennraum 13 der Zylinder 11 einspritzen, sowie eine zweite Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen 20, die Kraftstoff in die Strömungskanäle 17 einspritzen, angeordnet.
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Die erste Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen 19, welche direkt in die Zylinder 11 einspritzen, wird von einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 21 versorgt, während die zweite Gruppe der Kraftstoffeinspritzventile 20, welche in die Strömungskanäle 17 einspritzen, von einer Kraftstoff-Niederdruckpumpe 22 versorgt werden. Eine üblicherweise in einem Kraftstofftank 23 angeordnete Kraftstoff-Niederdruckpumpe fördert dabei Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 23 einerseits zu der zweiten Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen 20 und andererseits zu der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 21. Der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzdauer der Kraftstoffeinspritzventile 19, 20 werden von einer in einem Motorsteuergerät integrierten elektronischen Steuereinheit, in Abhängigkeit von Betriebspunkten der Brennkraftmaschine gesteuert, wobei im Wesentlichen die Kraftstoffeinspritzung über die Kraftstoffeinspritzventile 19 der ersten Gruppe erfolgt und die Kraftstoffeinspritzventile 20 der zweiten Gruppe nur ergänzend eingesetzt werden, um Unzulänglichkeiten der Kraftstoffdirekteinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventile 19 der ersten Gruppe in bestimmten Betriebsbereichen zu verbessern und um zusätzliche Freiheitsgrade bzw. Einspritzstrategien zu nutzen.
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Die Kraftstoffeinspritzventile
20 der zweiten Gruppe sind als Mehrstrahl-Einspritzventile ausgebildet, die mindestens zwei getrennte, zueinander winkelversetzte Kraftstoffstrahlen gleichzeitig ab- bzw. einspritzen und im Luftströmungsweg
18 so angeordnet sind, dass die eingespritzten Kraftstoffstrahlen
24,
25, die üblicherweise die Form eines Spraykegels aufweisen, in verschiedene Strömungskanäle gelangen. Bei dieser Brennkraftmaschine sind zwei Zweistrahl-Einspritzventile
26,
27 vorgesehen, die im Luftströmungsweg
18 so platziert sind, dass das eine Zweistrahl-Einspritzventil
26 in die zum ersten und zweiten Zylinder
11 führenden Strömungskanäle
17 und das zweite Zweistrahl-Einspritzventil
27 in die zu dem dritten und vierten Zylinder
11 führenden Strömungskanäle
17 einspritzen. Hierzu sind die Strömungskanäle
17 so gestaltet, dass zwischen zwei direkt benachbarten Strömungskanälen
17 ein Einbaupunkt für das Zweistrahl-Einspritzventil
26 bzw.
27 vorhanden ist. Entsprechende Zweistrahl-Einspritzventile sind z. B. in
DE 38 08 396 A1 oder
DE 44 20 063 A1 beschrieben.
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Es ist auch bekannt, dass bei einer genannten Kraftstoff-Saugrohreinspritzung einer hier betroffenen Brennkraftmaschine das Luft-Kraftstoff-Gemisch außerhalb des Brennraums im Saugrohr entsteht. Das jeweilige Einspritzventil spritzt den Kraftstoff dabei vor ein Einlassventil, wobei das Gemisch im Ansaugtakt durch das geöffnete Einlassventil in den Verbrennungsraum strömt. Die Kraftstoffversorgung erfolgt mittels eines Kraftstofffördermoduls, welches die benötigte Kraftstoffmenge mit definiertem Druck vom Tank zu den Einspritzventilen fördert. Eine Luftsteuerung sorgt dafür, dass der Brennkraftmaschine in jedem Betriebspunkt die richtige Luftmasse zur Verfügung steht. Die an einem Kraftstoffzuteiler angeordneten Einspritzventile dosieren die gewünschte Kraftstoffmenge präzise in den Luftstrom. Das genannte Motorsteuergerät regelt auf der Grundlage des Drehmoments als zentrale Bezugsgröße das jeweils benötigte Luft-Kraftstoff-Gemisch ein. Eine wirksame Abgasreinigung wird mit einer Lambda-Regelung erreicht, mittels der immer ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1) eingeregelt wird.
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Demgegenüber wird bei einer Kraftstoff-Direkteinspritzung das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum gebildet. Über ein genanntes Einlassventil strömt dabei Frischluft ein, wobei in diesen Luftstrom mit hohem Druck (bis zu 200 bar) der Kraftstoff eingespritzt wird. Dies ermöglicht eine optimale Verwirbelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches sowie eine verbesserte Kühlung des Brennraums.
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Es ist ferner bekannt, dass bei einer viertaktigen Brennkraftmaschine (Ottomotor) das Arbeitsspiel die Vorgänge Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen umfasst, wobei sich jeder Zylinder zweimal auf und abwärts bewegt und dabei in zwei oberen Totpunkten (OT) und zwei unteren Totpunkten (UT) zum Stillstand kommt. Die Kurbelwelle führt also bei einem Arbeitsspiel zwei Umdrehungen aus, die Nockenwelle eine Umdrehung. Die Zündung des in einen Zylinder verbrachten Gas-Brennstoff-Gemisches erfolgt bei einem oberen Totpunkt, in dem das Gemisch gerade verdichtet ist. Hier spricht man vom Zünd-OT (ZOT). Demgegenüber gibt es noch einen Überschneidungs-OT (ÜOT), bei dem beim Übergang vom Ausstoßen zum Ansaugen sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile geöffnet sind.
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Demgemäß wird unmittelbar nach dem Starten zumindest in einem Zylinder eine Zündung bei allen oberen Totpunkten (OT) durchgeführt, wobei bei bestimmten oberen Totpunkten, insbesondere bei jedem zweiten OT, bei Kurbelwellenwinkeln von 720° jeweils eine Verschiebung des Zündzeitpunktes erfolgt. Je nachdem, ob bei dem oberen Totpunkt (OT), bei dem die Zündzeitpunktverschiebung durchgeführt wird, oder aber beim einem um 360 verschobenen Kurbelwellenwinkel, das Luft-Kraftstoff-Gemisch tatsächlich gezündet wird, ist eine Minderung der im jeweiligen Zylinder erfolgten physikalischen Arbeit festzustellen.
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In 2 sind y-Richtung bei verschiedenen Drehzahlen der Brennkraftmaschine erfolgende Saugrohreinspritzungen über dem in der Einheit [Grad] gemessenen Kurbelwellenwinkel (KW) dargestellt. Der gemäß dem Ottomotorprinzip viertaktige Verbrennungszyklus umfasst bekanntermaßen Kurbelwellenwinkel zwischen einem ersten unteren Totpunkt (UT1), einem ersten oberen Totpunkt (OT), einem weiteren unteren Totpunkt (UT2) sowie einem weiteren oberen Totpunkt (ZOT), bei dem das in der Brennkammer vorliegende Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird.
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Die genannten zeitlichen Bezugsmarken werden für die beiden Einspritzpfade sehr unterschiedlich vorgegeben. So wird bei einer Saugrohreinspritzung (SRE), wie in 2 schematisch dargestellt, bei dort bei vier verschiedenen Drehzahlen n = 1000, 2000, 4000 und 7000 U/min erfolgenden Einspritzungen 200 ein vor dem Ende 210 des Einspritzzyklus‘ 225 vorzusehender, konstanter zeitlicher Verzögerungsanteil 205 berücksichtigt, da die Einspritzventile bei einer SRE außerhalb der jeweiligen Brennkammer der Brennkraftmaschine angeordnet sind und der Kraftstoff daher vom Einspritzort erst in die Brennkammer gelangen muss. Dieser zusätzliche Zeitbedarf ändert sich, wie in 2 zu ersehen, nicht bei sich ändernder bzw. steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine. Daher werden die Einspritzungen entsprechend früher angesteuert, z.B. bei 7000 U/min sogar noch vor dem zeitlich hinter der im vorausgehenden ZOT 220 erfolgenden Zündung liegenden UT1, damit bei allen Drehzahlen der konstante Zeitbedarf 205 bereitgestellt wird. Das gesamte zeitliche Einspritzfenster für den gezeigten Einspritzzyklus entspricht, wie bereits erwähnt, der eingezeichneten Klammer 225. Der auf den vorausgehenden ZOT 220 nachfolgende nächste ZOT ist mit 215 bezeichnet.
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Demgegenüber werden bei einer Benzindirekteinspritzung (BDE) bei den jeweiligen Einspritzungen 300 als Bezugsmarken (konkrete) Winkelmarken empirisch vorgegeben, wie in 3 schematisch dargestellt ist. D.h. im Gegensatz zur SRE werden bei der BDE keine konstanten Zeitanteile berücksichtigt, wie sich z.B. aus dem Verlauf 305 der jeweiligen Einspritzenden ersehen lässt. Daher können hier die Einspritzungen näher am Zündereignis des ZOT 315 erfolgen und werden daher entsprechend zu späteren Zeitpunkten berechnet. In dem vorliegenden Beispiel folgt auf das Ende 310 des hier gezeigten Einspritzzyklus‘ 325 eine Zündung am nachfolgenden ZOT 315. Der diesem ZOT 315 vorausgehende Zündzeitpunkt erfolgt an einem vorausgehenden ZOT 320.
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In einem eingangs genannten Dualsystem werden die beschriebenen beiden Anteile bekanntermaßen in Form von Systemen bzw. Systemkomponenten kombiniert. Dabei ist insbesondere eine korrekte Aufteilung der zur Verfügung stehenden bzw. zuzumessenden gesamten Kraftstoffmasse erforderlich. Die Gesamtkraftstoffmasse KMges für einen Zylinder setzt sich wie in der folgenden Gleichung (1) zusammen: KMges = KMSRE + KMBDE, (1) wobei KMSRE die relative Kraftstoffmasse des SRE-Pfades und KMBDE die relative Kraftstoffmasse des BDE-Pfades bezeichnen.
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Mittels einer nachfolgend beschriebenen und in 5 gezeigten Datenstruktur bzw. Datenverarbeitungsstruktur erfolgt die Berechnung eines für eine vorliegende Betriebssituation der Brennkraftmaschine geeigneten Aufteilungsfaktors zwischen SRE- und BDE-Betrieb. Dabei werden zunächst mögliche Betriebszustände und/oder aktuell vorliegende Betriebsanforderungen einer hier betroffenen Brennkraftmaschine bzw. eines eine solchen Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahrzeugs erfasst. Die so erfassten Betriebszustände bzw. -anforderungen werden zunächst den folgenden, beispielhaften Kategorien zugeordnet:
- – Temperatur der Brennkraftmaschine bzw. des/der jeweiligen Brennraums/-räume
- – Hochdruck im Kraftstoffhochdruckspeicher (Rail) im Falle einer selbstzündenden Brennkraftmaschine (Dieselmotor)
- – Vorliegender Fehlerfall
- – Ergebnis einer On-Board-Diagnose
- – Etwa durchgeführte Adaptionen bei der Kraftstoffzumessung bzw. -einspritzung
- – Besondere Fahrsituationen, z.B. fahrerseitige Aktivierung eines „Kick-down“ an einem Fahrpedal oder fahrerseitiges Zurückschalten eines Zwischengangs
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So kann, je nach vorliegender Temperatur der Brennkraftmaschine, ein optimaler Betriebsbereich beim Start einer Brennkraftmaschine mit einer dualen Kraftstoffzumessvorrichtung z.B. hinsichtlich Schnelligkeit, Partikelbildung oder Ansprechverhalten ermittelt werden, anhand dessen eine genannte Priorisierung durchgeführt werden kann. Weitere Erfassungsmöglichkeiten für die genannten, unterschiedlichen Startarten sind, neben der Temperatur, der für einen Hochdruckstart oder einen Start/Stopp-Betrieb mit schnellem Wiederstart erforderliche Hochdruck in einem genannten Kraftstoff-Hochdruckspeicher (Rail).
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Aufgrund der genannten Vielzahl von Möglichkeiten für den Aufteilungsfaktor, die zwar physikalisch gleichwertig möglich sind, jedoch unter den genannten, verschiedenen Betriebsaspekten im realen Fahrbetrieb zu bevorzugen sind, ist eine geeignete Priorisierung erforderlich, damit eine eindeutige Bestimmung bzw. Festlegung eines Aufteilungsfaktors ermöglicht wird und nicht ständig zwischen verschiedenen Aufteilungsfaktoren gewechselt werden muss. Solche häufigen Wechsel sind deshalb zu vermeiden, da eine Änderung des Aufteilungsfaktors zum Einen mit einem erhöhten applikativen Aufwand verbunden ist, um die Änderung im realen Betrieb möglichst momenten- und gemischneutral einstellen zu können.
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Ein entsprechender Prozessablauf mit einer genannten Daten(verarbeitungs-)struktur zur Berechnung bzw. Aufteilung der bei einer Einspritzung in einem solchen Dualsystem erforderlichen Kraftstoffmasse wird nachfolgend anhand eines in 4 gezeigten kombinierten Block-/Flussdiagramms beschrieben. Dieser Prozessablauf wird sukzessive bzw. sequenziell für alle Zylinder der Brennkraftmaschine durchgeführt, und zwar vorliegend für einen i-ten Zylinder.
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Wie in 4 zu ersehen, werden gemäß der gezeigten Routine 450 Anforderungen 405, 410, 415 erfasst bzw. gesammelt 400, die so erfassten 400 und entsprechend den oben genannten Kriterien kategorisierten 420 Anforderungen 405, 410, 415 gegeneinander gewichtet 425 und anhand der sich ergebenden Gewichtung 425 ein Zielfaktor für die Aufteilung berechnet 430, welcher dann an die duale Kraftstoffzumessvorrichtung bzw. deren Treiber übergeben wird 435, um anhand des so übergebenen 435 Aufteilungsfaktors eine entsprechende duale Kraftstoffzumessung durchzuführen 440. Danach wird die beschriebene Routine 450 für den nächsten, d.h. vorliegend den i + 1-ten Zylinder, durchgeführt.
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Bei der Durchführung der genannten Priorisierung 425 werden die im Wesentlichen gleichzeitig erfassten 400 Anforderungen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gegeneinander gewichtet, um eine eindeutige und stabile Aufteilungssituation zu erzeugen. Die erfassten 400 Anforderungen werden dabei in ein geeignete bzw. gesonderte, in 5 veranschaulichte Speicheranordnung bzw. Speicherarray gespeichert. Mittels dieser Speicheranordnung wird anhand von z.B. von einem Steuergerät bereitgestellten Betriebsdaten der Brennkraftmaschine regelmäßig geprüft, ob eine der jeweiligen Anforderung entsprechende physikalische bzw. aktuelle Anforderungssituation vorliegt oder nicht.
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Jeder in der in 5 gezeigten Speicheranordnung 525 abgelegten Anforderung 505 wird auf der Grundlage einer genannten Kategorisierung 510 eine Wertigkeit 515 zugewiesen. Die dort beispielhaft gezeigten Anforderungen 505 sind eine z.B. von einer Abgasrückführanlage angeforderte Verbrennungstemperatur T > 2000 °C, eine z.B. von einer Raildruckregelung abgeforderten Raildruck von p > 500 bar sowie eine z.B. von einer Start/Stopp-Automatik angeforderte Start/Stopp-Betriebsweise. Mögliche Kategorien einer solchen Kategorisierung 510 sind die Motortemperatur, der Raildruck sowie die Motorstartbedingungen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Wertigkeit 515 der entsprechenden Position 500 in der Speicheranordnung 525, wobei eine kleine Positionsnummer 500 jeweils einer hohen Wertigkeit 515 entspricht. Die sich so ergebenden Wertigkeiten 515 werden daher für das alle in der Speicheranordnung 525 enthaltenen Anforderungen 505 gegeneinander bzw. relativ zueinander gewichtet 515. Der entsprechende Algorithmus zur Festlegung der Wertigkeit ist so ausgelegt, dass keine Wertigkeit bzw. Wertigkeitszahl doppelt vorhanden ist, da ansonsten zu einer genannten, nicht eindeutigen Situation bei der Bestimmung des Aufteilungsfaktors kommen kann. Wenn zwei Anforderungen mit gleicher Wertigkeit auftreten, ist vorgesehen, dass vom kleinsten Positionswert 500 her zum größten Positionswert 500 hin ausgewertet wird. So ist in dem vorliegenden Beispiel die Positionsnummer 1 (Bezugszeichen 500) kleiner als die Positionsnummer 3 (Bezugszeichen 500) und besitzt somit eine größere Wertigkeit 515. Wären die beiden Positionen 1 und 3 mit einer identischen Wertigkeit, z.B. 3, behaftet, dann würde die Anforderung gemäß Position 1 ausgewählt.
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Daher ist vorgesehen, dass bei der Auswertung nur eindeutige Prioritäten oder Wertigkeiten 515 zugrunde gelegt werden, damit genau eine Anforderung 505 ausgewählt wird, und nicht zwei Anforderungen gleichzeitig. Eine Änderung der Zuordnung zwischen Position 500 und Anforderung 505 könnte zu einem veränderten Verhalten im Betrieb der Brennkraftmaschine führen, was jedenfalls zu verhindern ist.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine eindeutige Zuordnung einer Anforderung 505 zu einer Wertigkeit 515 mit eigener Rangordnung (Ranking) bereitgestellt wird, um ein notwendiges schnelles Wechseln zwischen zwei Anforderungen 505 wirksam zu verhindern.
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Dabei ist ferner anzumerken, dass bei den meisten Brennkraftmaschinen mit einem hier betroffenen Dualsystem in einem bestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine physikalisch mehrere Aufteilungsfaktoren realisiert werden können. Ein Aufteilungsfaktor kann z.B. einer bestimmten Anforderung fest zugeschrieben sein, da eine dieser Anforderung zugehörige Fahrsituation bestimmte Einschränkungen oder Zusatzanforderungen bedingt. So kann z.B. ein Startvorgang eine gute Gemischaufbereitung zur optimalen Reduzierung von Emissionen und einem möglichst geringen Kraftstoffverbrauch erfordern. Jedoch kann eine solche Startsituation aber bei gleichen Anforderungen und unter unterschiedlichen Umständen und/oder bei verschiedenen Brennkraftmaschinen auch durch einen reinen SRE-Startbetrieb oder einen reinen BDE-Startbetrieb erfolgen. In einer solchen Situation ist ein zu schneller Wechsel zwischen verschiedenen Aufteilungsfaktoren zu verhindern, da dies aufgrund der Aktivierung/Deaktivierung genannter Kraftstoffeinspritzventile (Injektoren) zu einem erhöhten Applikationsaufwand zur Kompensation der dadurch verursachten Gemischänderungen sowie zum Aufbau bzw. Abbau eines dadurch verursachten entsprechenden Kraftstoff-Wandfilms in einem hier betroffenen Saugrohr führen kann. Daher ist jedenfalls zu vermeiden, dass der Aufteilungsfaktor sich schnell oder überhaupt ändert, und auch entsprechend dafür zu sorgen, dass die zugrundeliegenden Anforderungen sich ebenfalls nicht allzu schnell ändern. Das genannte Ranking ermöglicht die Erstellung einer Reihenfolge von gleichwertigen Fahrsituationen, die mit unterschiedlichen Aufteilungsfaktoren belegt sein können und bei denen ein Aufteilungsfaktor immer sicher ausgewählt werden kann, um ein vergleichbares Fahrzeugverhalten zu gewährleisten.
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Als Ergebnis der beschriebenen Auswertung des Inhalts der Speicheranordnung 525 ergeben sich für die Anforderungen 505 in der letzten Spalte 520 aufgeführte, beispielhafte Aufteilungsfaktoren, vorliegend 70%, 60% sowie 40%. Es ist anzumerken, dass die genaue Aufteilung bzw. die entsprechenden Aufteilungsfaktoren, abhängig von der Brennkraftmaschine, von den genannten beispielhaften Aufteilungsfaktoren sehr verschieden sein können.
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In diesem Ausführungsbeispiel werden die Aufteilungsfaktoren aus dem Kraftstoffmengenverhältnis von SRE-basierter Kraftstoffzumessung zu BDE-basierter Kraftstoffzumessung angegeben, entsprechend der Fußnote zu Spalte 520. Die genauen Werte dieser Aufteilungsfaktoren werden in diesem Ausführungsbeispiel nicht berechnet, sondern vorab durch Messungen und/oder Simulationen ermittelt und in einer gezeigten Tabelle hinterlegt. Anhand des beschriebenen Rankings wird ein entsprechend zuvor bestimmter und für eine vorliegende Brennkraftmaschine geeigneter Aufteilungsfaktor ausgewählt.
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Das beschriebene Verfahren kann in Form eines Steuerprogramms für ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung einer Brennkraftmaschine oder in Form einer oder mehrerer entsprechender elektronischer Steuereinheiten (ECUs) realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2006/0096572 A1 [0002]
- DE 102008044056 A1 [0024]
- DE 3808396 A1 [0027]
- DE 4420063 A1 [0027]
