DE102015217730A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (100) mit Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung, wobei eine Kraftstoffmenge ermittelt wird, die in einem Saugrohr (106), das zu einem Brennraum (103) der Brennkraftmaschine (100, 200) führt, verdampft, während ein Einlassventil (105) des Brennraumes (103) geschlossen ist, und wobei wenigstens ein Betriebsparameter für eine Befüllung des Brennraumes (103) unter Berücksichtigung der ermittelten Kraftstoffmenge ermittelt wird.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (100) with intake manifold injection and direct injection, wherein an amount of fuel is detected which evaporates in a suction pipe (106) leading to a combustion chamber (103) of the internal combustion engine (100, 200) an inlet valve (105) of the combustion chamber (103) is closed, and wherein at least one operating parameter for a filling of the combustion chamber (103) is determined taking into account the determined amount of fuel.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine with intake manifold injection and direct injection, and a computing unit and a computer program for its implementation.
Stand der TechnikState of the art
Ein mögliches Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung bei Ottomotoren ist die Saugrohreineinspritzung, welche zunehmend von einer Kraftstoffdirekteinspritzung abgelöst wird. Letzteres Verfahren führt zu deutlich besserer Kraftstoffverteilung in den Brennräumen und somit zu besserer Leistungsausbeute bei geringerem Kraftstoffverbrauch.One possible method of fuel injection in gasoline engines is the intake manifold injection, which is increasingly being replaced by direct fuel injection. The latter method leads to significantly better fuel distribution in the combustion chambers and thus to better power output with lower fuel consumption.
Weiterhin gibt es auch Ottomotoren mit einer Kombination von Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung, einem sog. Dualsystem. Dies ist gerade im Lichte immer strengerer Emissionsanforderungen bzw. Emissionsgrenzwerten vorteilhaft, da die Saugrohreinspritzung bspw. bei mittleren Lastbereichen bessere Emissionswerte zur Folge hat als eine Direkteinspritzung. Im Volllastbereich hingegen ermöglicht die Direkteinspritzung bspw. eine Verminderung des sog. Klopfens.Furthermore, there are also gasoline engines with a combination of intake manifold injection and direct injection, a so-called dual system. This is particularly advantageous in the light of ever stricter emission requirements or emission limit values, since intake manifold injection, for example, results in better emission values at medium load ranges than direct injection. In the full load range, however, the direct injection allows, for example, a reduction in the so-called knocking.
Aus der
Um ein Ansprechverhalten eines Turboladers zu verbessern, können im Rahmen eines sog. "Scavenging" ein Einlass- und ein Auslassventil eines Brennraumes gleichzeitig geöffnet sein, um höhere Strömungswerte im Abgasrohr und somit im Turbolader zu erhalten. Um zu vermeiden, dass Kraftstoff in das Abgasrohr gelangt, kann bspw. bei einem Dualsystem der Anteil der Saugrohreinspritzung reduziert werden.In order to improve a response of a turbocharger, within the scope of a so-called "scavenging" an intake and an exhaust valve of a combustion chamber can be opened simultaneously in order to obtain higher flow values in the exhaust pipe and thus in the turbocharger. In order to avoid that fuel enters the exhaust pipe, for example, in a dual system, the proportion of intake manifold injection can be reduced.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for operating an internal combustion engine as well as a computing unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung. Dabei wird eine Kraftstoffmenge ermittelt, die in einem Saugrohr, das zu einem Brennraum der Brennkraftmaschine führt, verdampft, während ein Einlassventil des Brennraumes geschlossen ist, und es wird wenigstens ein Betriebsparameter für eine Befüllung des Brennraumes unter Berücksichtigung der ermittelten Kraftstoffmenge ermittelt und zweckmäßigerweise auch so verwendet bzw. vorgegeben. Das heißt, der ermittelte Betriebsparameter wird als Sollwert für den Betrieb der Brennkraftmaschine verwendet. Dies erlaubt, dass bspw. unter Berücksichtigung der ermittelten Kraftstoffmenge ein oder mehrere vorgegebene Betriebsparameter für die Befüllung des Brennraumes, bspw. aufgrund einer bestimmten Lastanforderung, korrigiert werden können. So kann bspw. eine vorgegebene, einzubringende Kraftstoffmenge unter Berücksichtigung bereits im Saugrohr befindlichen, verdampften Kraftstoffs reduziert werden.An inventive method is used to operate an internal combustion engine with intake manifold injection and direct injection. In this case, an amount of fuel is determined which evaporates in an intake manifold leading to a combustion chamber of the internal combustion engine, while an intake valve of the combustion chamber is closed, and at least one operating parameter for a filling of the combustion chamber is determined taking into account the determined fuel quantity and expediently so used or given. That is, the determined operating parameter is used as a setpoint for the operation of the internal combustion engine. This allows one or more predetermined operating parameters for the filling of the combustion chamber to be corrected, for example, on the basis of a specific load request, taking into account the determined fuel quantity. Thus, for example, a predetermined amount of fuel to be introduced can be reduced taking into account already evaporated fuel in the intake manifold.
Bei einer Änderung der Lastanforderung an die Brennkraftmaschine, bspw. bei einem Beschleunigen oder einem Abbremsen eines Kraftfahrzeugs, ist in der Regel eine Änderung der über die Saugrohreinspritzung zuzumessenden Kraftstoffmenge nötig. Nun kann man hierbei im Rahmen einer sog. Übergangskompensation berücksichtigen, dass sich aufgrund der geänderten Kraftstoffmenge ein Wandfilm an Kraftstoff an der Innenseite des Saugrohrs auf- bzw. abbauen muss und dementsprechend die Kraftstoffmenge korrigieren. Jedoch wird dabei noch nicht berücksichtigt, dass auch Kraftstoff, bspw. aus dem Wandfilm, bei geschlossenem Einspritzventil im Saugrohr verdampft und bei Öffnung des Einspritzventils mit in den Brennraum strömt. In a change in the load request to the internal combustion engine, for example. When accelerating or decelerating a motor vehicle, a change in the amount of fuel to be added via the intake manifold injection is usually necessary. Now, in the context of a so-called transition compensation, it is possible to take into account that, due to the changed fuel quantity, a wall film of fuel must build up on the inside of the intake manifold and correct the fuel quantity accordingly. However, this does not take into account that fuel, for example. From the wall film, vaporized in the intake manifold with the injection valve closed and flows into the combustion chamber with opening of the injector.
Sind nun das Einlassventil und das Auslassventil gleichzeitig offen, wie dies bspw. im Rahmen des sog. "Scavenging" zur Verbesserung des Ansprechverhaltens eines Turboladers vorgenommen werden kann, kann dabei jedoch diese zusätzliche, verdampfte Kraftstoffmenge durch den Brennraum und somit in den Abgastrakt gespült werden. Dies wird auch als sog. Überspülen bezeichnet und kann bspw. eine Überhitzung des Katalysators und/oder schlechte Emissionswerte zur Folge haben.If the inlet valve and the outlet valve are open at the same time, as can be done, for example, in the context of the so-called "scavenging" to improve the response of a turbocharger, this additional, evaporated fuel quantity can be flushed through the combustion chamber and thus into the exhaust tract , This is also referred to as so-called over-rinsing and may, for example, result in overheating of the catalyst and / or poor emission levels.
Wird nun jedoch, wie vorgeschlagen, die bei geschlossenem Einlassventil im Saugrohr verdampfte Kraftstoffmenge ermittelt und bei der Vorgabe wenigstens eines Betriebsparameters für die Befüllung des Brennraumes berücksichtigt, so kann das Überspülen von Kraftstoff vermieden werden. Auf diese Weise können zum einen bspw. Komponenten wie der Katalysator geschützt und zum anderen ein emissionsarmer und kraftstoffarmer Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht werden. Zudem ist dabei besonders vorteilhaft, dass ein möglichst optimales "Scavenging", d.h. ein verbessertes Ansprechverhalten des Turboladers durch Erhöhung des Abgasstroms, wenn Luft direkt vom Ansaugrohr in das Abgasrohr strömen kann, möglich ist.However, if, as proposed, the fuel quantity vaporized in the intake manifold when the intake valve is closed is determined and taken into account when specifying at least one operating parameter for filling the combustion chamber, the overflow of fuel can be avoided. In this way, on the one hand, for example, components such as the catalyst can be protected and, on the other hand, a low-emission and low-fuel operation of the internal combustion engine can be made possible. In addition, it is particularly advantageous that the best possible "scavenging", ie an improved response of the turbocharger by increasing the Exhaust gas flow, when air can flow directly from the intake pipe into the exhaust pipe, is possible.
Es ist von Vorteil, wenn der wenigstens eine Betriebsparameter wenigstens einen Ansteuerparameter des Einlassventils und/oder des Auslassventils des Brennraumes umfasst. Insbesondere kann der wenigstens eine Ansteuerparameter des Einlassventils und/oder des Auslassventils jeweils eine Einstellung eines Ventilhubs und/oder eines Öffnungszeitpunktes und/oder eines Schließzeitpunktes umfassen. Dies ist insbesondere bei Verwendung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventiltrieb möglich, mittels welchem die Öffnungs- und Schließzeitpunkte sowie die Ventilhübe der Ventile individuell eingestellt werden können. Als variable Ventiltriebe kommen hier bspw. elektrische bzw. elektro-mechanische Ventiltriebe oder hydraulische Ventiltriebe in Frage, welche an sich bekannt sind. Auf diese Weise können nun die Ventile gezielt so angesteuert werden, dass kein Kraftstoff in das Abgasrohr gelangt. So kann bspw. das Auslassventil früher geschlossen werden, während der Ventilhub erhöht wird. So kann zwar ein hoher Abgasstrom zum Antrieb des Turboladers erreicht werden, jedoch kann das Auslassventil auch frühzeitig geschlossen werden, so dass Kraftstoff nicht bis in das Abgasrohr gelangen kann.It is advantageous if the at least one operating parameter comprises at least one actuation parameter of the inlet valve and / or the outlet valve of the combustion chamber. In particular, the at least one activation parameter of the intake valve and / or of the exhaust valve may each comprise an adjustment of a valve lift and / or an opening time and / or a closing time. This is possible in particular when using an internal combustion engine with a variable valve train, by means of which the opening and closing times and the valve strokes of the valves can be set individually. As a variable valve train here come, for example, electric or electro-mechanical valve trains or hydraulic valve trains in question, which are known per se. In this way, the valves can now be selectively controlled so that no fuel enters the exhaust pipe. For example, the exhaust valve may be closed earlier while the valve lift is increased. Thus, although a high exhaust gas flow to drive the turbocharger can be achieved, however, the exhaust valve can also be closed early, so that fuel can not get into the exhaust pipe.
Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine Betriebsparameter eine mittels Saugrohreinspritzung in das Saugrohr einzubringende Kraftstoffmenge, eine Einspritzdauer und/oder einen Einspritzbeginn. So kann bspw. die verdampfte Kraftstoffmenge auf die aufgrund der aktuellen Lastanforderung zuzumessende Kraftstoffmenge angerechnet werden. Ebenso kann bspw. der Einspritzbeginn angepasst werden, um der zusätzlich vorhandenen, verdampften Kraftstoffmenge Rechnung zu tragen. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Vermeidung des Überspülens erfolgen.The at least one operating parameter preferably comprises an amount of fuel to be introduced into the intake manifold by means of intake manifold injection, an injection period and / or an injection start. Thus, for example, the vaporized fuel quantity can be credited to the fuel quantity to be metered on the basis of the current load request. Likewise, for example, the start of injection can be adjusted to take into account the additionally present, evaporated fuel quantity. In this way, a particularly simple avoidance of over-rinsing can take place.
Vorteilhafterweise wird bei der mittels Saugrohreinspritzung in das Saugrohr einzubringenden Kraftstoffmenge ein Auf- oder Abbau eines Wandfilms an Kraftstoff im Saugrohr berücksichtigt. Damit ist eine noch genauere Anpassung der zuzumessenden Kraftstoffmenge möglich. Zudem kann auf diese Weise auch verhindert werden, dass noch unverbrannter Kraftstoff durch den Brennraum gespült wird.In the case of the amount of fuel to be introduced into the intake manifold by means of intake manifold injection, it is advantageous to consider a build-up or dismantling of a wall film of fuel in the intake manifold. For an even more accurate adjustment of the amount of fuel to be metered is possible. In addition, it can also be prevented in this way that still unburned fuel is flushed through the combustion chamber.
Vorzugsweise umfasst, wenn bei der Ermittlung des wenigstens einen Betriebsparameters ermittelt wird, dass eine geforderte, mittels Saugrohreinspritzung in den Brennraum einzubringende Kraftstoffmenge nicht vollständig mittels Saugrohreinspritzung in den Brennraum einbringbar ist, der wenigstens eine Betriebsparameter eine mittels Direkteinspritzung in den Brennraum einzubringende Kraftstoffmenge, die wenigstens den nicht mittels Saugrohreinspritzung in den Brennraum einbringbaren Anteil abdeckt. Sollte bspw. aufgrund einer starken Änderung der Lastanforderung eine sehr hohe Menge an mittels Saugrohreinspritzung zuzumessender Kraftstoffmenge erforderlich sein, was jedoch aufgrund einer langen Ventilöffnungsdauer zu einem durch Ventilsteuerung nicht zu vermeidendem Überspülen von Kraftstoff führen würde, so kann ein Teil der mittels Saugrohreinspritzung zuzumessenden Kraftstoffmenge anstatt mittels Saugrohreinspritzung mittels Direkteinspritzung in den Brennraum eingebracht werden. Es ist auch denkbar, dass nicht nur ein Teil, sondern die gesamte mittels Saugrohreinspritzung zuzumessende Kraftstoffmenge auf die Direkteinspritzung übertragen wird. Dies ist aufgrund der Flexibilität in einem Dualsystem sehr einfach möglich, so dass zum einen die nötige Kraftstoffmenge in den Brennraum eingebracht wird und zum anderen trotzdem ein Überspülen vermieden wird.Preferably, if it is determined during the determination of the at least one operating parameter that a required fuel quantity to be introduced into the combustion chamber by means of intake manifold injection can not be completely introduced into the combustion chamber by means of intake manifold injection, the at least one operating parameter comprises an amount of fuel to be introduced into the combustion chamber by means of direct injection does not cover the portion which can be introduced into the combustion chamber by means of intake manifold injection. If, for example, due to a large change in the load requirement, a very large amount of fuel quantity to be metered by intake manifold injection would be required, but due to a long valve opening duration, this would result in valve over-flushing of fuel, so part of the fuel quantity to be metered by intake manifold injection may be be introduced by means of intake manifold injection by direct injection into the combustion chamber. It is also conceivable that not only a part but the entire amount of fuel to be metered by means of intake manifold injection is transferred to the direct injection. This is due to the flexibility in a dual system very easy, so that on the one hand, the necessary amount of fuel is introduced into the combustion chamber and on the other hand, a rinse is avoided.
Vorteilhafterweise umfasst die Ermittlung der Kraftstoffmenge, die im Saugrohr verdampft, eine Bildung eines Verdampfungsmodells für eine Verdampfung von Kraftstoff im Saugrohr. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit, die verdampfte Kraftstoffmenge zu ermitteln. Ein solches Modell kann bspw. für die betreffende Brennkraftmaschine in einem ausführenden Steuergerät hinterlegt sein.Advantageously, the determination of the amount of fuel that evaporates in the intake manifold, a formation of a vaporization model for an evaporation of fuel in the intake manifold. This is a particularly easy way to determine the amount of evaporated fuel. Such a model can be stored, for example, for the relevant internal combustion engine in an exporting control unit.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verdampfungsmodell wenigstens eine der folgenden Größen als Eingangsgröße: eine Wandfilmmenge an Kraftstoff im Saugrohr, eine Temperatur im Saugrohr, eine Temperatur einer Ansaugluft, eine Temperatur der Brennkraftmaschine, eine Temperatur eines Öls in der Brennkraftmaschine (die Temperaturen können insbesondere in transienten Temperaturwechselvorgängen wie bspw. einem Warmlauf und/oder einem Start der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden), einen Ladedruck, einen Saugrohrdruck, eine Strömungsgeschwindigkeit einer Luft und/oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches im Saugrohr (die Strömungsgeschwindigkeit kann bspw. durch ein Signal eines Luftmassenmessers, aus einer Drehzahl und/oder anhand eines Luftmassenstroms ermittelt werden), eine Zusammensetzung einer Luft und/oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches im Saugrohr, eine Luftfeuchtigkeit einer in das Saugrohr gesaugten Luft, ein Luftdruck außerhalb des Saugrohrs, eine Abgasrückführrate (bspw. intern oder extern) und eine Kraftstoffqualität (bspw. über einen Ethanolgehalt und/oder eine Unterscheidung zwischen Winter- und Sommerkraftstoff). Durch die Verwendung dieser Größen kann anhand des Modells sehr genau die verdampfte Kraftstoffmenge ermittelt und so das Überspülen vermieden werden.Expediently, the evaporation model comprises at least one of the following variables as an input variable: a wall film amount of fuel in the intake manifold, a temperature in the intake manifold, a temperature of intake air, a temperature of the internal combustion engine, a temperature of an oil in the internal combustion engine (the temperatures can be particularly in transient temperature cycling such For example, a warm-up and / or a start of the internal combustion engine are taken into account), a boost pressure, an intake manifold pressure, a flow velocity of air and / or a fuel-air mixture in the intake manifold (the flow rate can, for example. By a signal of an air mass meter, from a Speed and / or based on an air mass flow), a composition of an air and / or a fuel-air mixture in the intake manifold, a humidity of a sucked air in the intake manifold, an air pressure outside of the intake manifold, an exhaust gas recirculation rate (eg. internal or external) and a fuel quality (eg. on an ethanol content and / or a distinction between winter and summer fuel). By using these parameters, it is possible to use the model to determine the quantity of evaporated fuel very accurately, thus avoiding over-flushing.
Es ist von Vorteil, wenn weiterhin eine Abgasrückführrate, insbesondere eine interne Abgasrückführrate, unter Berücksichtigung der ermittelten Kraftstoffmenge geregelt und/oder eingestellt wird. Durch ein Öffnen des Auslassventils während eines geöffneten Einlassventils und damit während eines Ansaugens von Luft oder Kraftstoff-Luft-Gemisch kann hierbei auch Abgas in den Brennraum eingesaugt werden. Während bei Brennkraftmaschinen mit reiner Saugrohreinspritzung oder reiner Direkteinspritzung eine gewünschte Abgasrückführrate sehr einfach eingestellt werden kann, ist bei einem Dualsystem insbesondere im Mischbetrieb problematisch, dass ggf. Kraftstoff, der im Zuge der Saugrohreinspritzung in das Saugrohr eingebracht wird, nicht vollständig in den Brennraum gelangt und dann bspw. im Saugrohr verdampft. In einem nachfolgenden Zyklus des Ansaugens von Luft und Abgas kann dann der im Saugrohr verbliebene und verdampfte Kraftstoff durch den Brennraum in das Abgasrohr durchgeschoben werden. Dies kann zu schlechten Emissionswerten führen. Durch die Berücksichtigung des verdampften Kraftstoffs können nun jedoch bessere Emissionswerte erreicht werden.It is advantageous if, furthermore, an exhaust gas recirculation rate, in particular an internal exhaust gas recirculation rate, taking into account the determined Fuel quantity regulated and / or adjusted. By opening the exhaust valve during an open intake valve and thus during an intake of air or fuel-air mixture in this case also exhaust gas can be sucked into the combustion chamber. While in internal combustion engines with pure intake manifold injection or pure direct injection, a desired exhaust gas recirculation rate can be set very easily, is problematic in a dual system especially in mixed operation that possibly fuel that is introduced in the course of the intake manifold injection into the intake manifold, not completely enters the combustion chamber and then, for example, evaporated in the intake manifold. In a subsequent cycle of the intake of air and exhaust gas, the fuel remaining in the intake manifold and vaporized can then be pushed through the combustion chamber into the exhaust pipe. This can lead to bad emission levels. By taking into account the evaporated fuel, however, better emission levels can now be achieved.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät, insbesondere ein Motorsteuergerät, eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control unit, in particular an engine control unit, of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below with reference to the drawing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In
Das Saugrohr
In
Das Saugrohr
Beide gezeigten Brennkraftmaschinen
In
Der Zylinder
Die Brennkraftmaschine kann im Zuge einer Saugrohreinspritzung betrieben werden. Mit Hilfe des Kraftstoffinjektors
Die Brennkraftmaschine kann auch im Zuge einer Direkteinspritzung betrieben werden. Zu diesem Zweck ist der Kraftstoffinjektor
Der Zylinder
Verbrennungsabgase werden nach einer Verbrennung aus dem Zylinder
Für das Einlassventil
Weiterhin sind ein Saugrohrdrucksensor
Weiterhin ist ein Turbolader
Die Brennkraftmaschine
Weiterhin ist eine als Steuergerät
Die in Bezug auf
In
Beispielhaft ist hier eine Kraftstoffmenge MW, die in einem Wandfilm im Saugrohr vorhanden ist, gezeigt. Diese Kraftstoffmenge MW kann bspw. anhand eines Modells zur Wandfilmbildung, ggf. auch unter Berücksichtigung weiterer Größen wie Druck und Temperatur im Saugrohr, ermittelt werden. By way of example, an amount of fuel M W present in a wall film in the intake manifold is shown here. This fuel quantity M W can be determined, for example, by means of a model for forming a wall film, if appropriate also taking into account further variables such as pressure and temperature in the intake manifold.
Weiterhin sind eine Temperatur TS des Saugrohrs und eine Temperatur TB im Brennraum der Brennkraftmaschine gezeigt. Diese Temperaturen können bspw. mittels geeigneter Temperatursensoren oder mittels eines Modells ermittelt werden.Furthermore, a temperature T S of the intake manifold and a temperature T B are shown in the combustion chamber of the internal combustion engine. These temperatures can be determined, for example, by means of suitable temperature sensors or by means of a model.
Weiterhin sind ein Saugrohrdruck PS im Saugrohr und ein Ladedruck PB im Brennraum gezeigt. Diese Drücke können bspw. mittels der in
Die genannten Größen bzw. die zugehörigen Werte werden nun einem Verdampfungsmodell V als Eingangsgrößen zugeführt. Es versteht sich, dass auch noch weitere oder auch andere der oben genannten Größen als Eingangsgrößen für das Verdampfungsmodell verwendet werden können. Die Anzahl bzw. die Art der verwendeten Größen kann bspw. von der gewünschten Genauigkeit und/oder den zur Verfügung stehenden Größen abhängen.The named quantities or the associated values are now fed to an evaporation model V as input variables. It is understood that even more or other of the above variables can be used as input variables for the evaporation model. The number or type of variables used may, for example, depend on the desired accuracy and / or the available sizes.
Aus dem Verdampfungsmodell V wird nun eine Kraftstoffmenge MV ermittelt, die im Saugrohr verdampft, während das Einlassventil geschlossen ist. Die verdampfte Kraftstoffmenge entspricht dabei der eingespritzten Kraftstoffmenge abzüglich der im Wandfilm eingelagerten Kraftstoffmenge. Die Masse des im Wandfilm eingelagerten Kraftstoffs ist proportional zum Saugrohrdruck bzw. der Luftmenge. Weiterhin gibt es eine starke Temperaturabhängigkeit, was bedeutet, dass bei niedriger Temperatur mehr Kraftstoff in den Wandfilm eingelagert wird, sowie eine Abhängigkeit vom verwendeten Kraftstoff. Weitere Korrekturen sind abhängig von den Ventilsteuerzeiten der Einlass- und Auslassventile, sowie der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Ein empirisches Wandfilmmodell für eine Dynamikkorrektur ist dabei in der Regel im Steuergerät vorhanden. Die nötigen Zusammenhänge können dann bspw. in Form von Kennlinien und/oder Kennfeldern und/oder mittels numerischer Modelle abgebildet werden.From the evaporation model V now a fuel quantity M V is determined, which evaporates in the intake manifold, while the inlet valve is closed. The vaporized amount of fuel corresponds to the injected amount of fuel less the amount of fuel stored in the wall film. The mass of the fuel stored in the wall film is proportional to the intake manifold pressure or the amount of air. Furthermore, there is a strong temperature dependence, which means that at low temperature more fuel is stored in the wall film, as well as a dependence on the fuel used. Further corrections are dependent on the valve timing of the intake and exhaust valves, and the speed of the internal combustion engine. An empirical wall film model for a dynamic correction is usually present in the control unit. The necessary relationships can then be mapped, for example, in the form of characteristic curves and / or characteristic diagrams and / or by means of numerical models.
Unter Berücksichtigung der verdampften Kraftstoffmenge M kann nun bspw. eine insgesamt mittels Saugrohreinspritzung zuzumessende Kraftstoffmenge MK als Betriebsparameter (Sollwert) ermittelt werden. Es ist dabei auch denkbar, dass hierzu eine an sich geforderte, zuzumessende Kraftstoffmenge anhand der verdampften Kraftstoffmenge korrigiert wird. Zudem können geeignete Werte für einen Ventilhub hE, einen Öffnungszeitpunkt to,E und einen Schließzeitpunkt tS,E des Einlassventils sowie einen Ventilhub hA, einen Öffnungszeitpunkt to,A und einen Schließzeitpunkt tS,A des Auslassventils als Betriebsparameter (Sollwert) ermittelt werden. So kann bspw. mittels des Öffnungszeitpunktes tO,E und des Schließzeitpunktes tS,E die Öffnungsdauer des Einlassventils eingestellt bzw. angepasst werden. Entsprechendes gilt für die Öffnungsdauer des Auslassventils.Taking into account the evaporated fuel quantity M, for example, a total amount of fuel M K to be metered in by means of intake manifold injection can be determined as the operating parameter (desired value). It is also conceivable that for this purpose a required amount of fuel to be metered is corrected on the basis of the evaporated fuel quantity. In addition, suitable values for a valve lift h E , an opening time t o, E and a closing time t S, E of the intake valve and a valve lift h A , an opening time t o, A and a closing time t S, A of the exhaust valve as operating parameters (setpoint ) be determined. Thus, for example, by means of the opening time t O, E and the closing time t S, E, the opening duration of the intake valve can be adjusted or adjusted. The same applies to the opening duration of the exhaust valve.
Es versteht sich, dass nicht notwendigerweise alle genannten Ventilgrößen für die Ventile gegenüber einem herkömmlichen Ablauf zur Befüllung, bei dem die verdampfte Kraftstoffmenge nicht berücksichtigt ist, abgeändert werden oder sein müssen.It is understood that not necessarily all the valve sizes mentioned for the valves compared to a conventional procedure for filling, in which the vaporized fuel amount is not taken into account, be changed or must be.
Weiterhin kann, wenn bspw. erkannt wird, dass die ermittelte Kraftstoffmenge MK, die mittels Saugrohreinspritzung zuzumessen wäre, mit den gennannten Größen der Ventilsteuerung nicht erreichbar ist, ohne Kraftstoff zu überspülen, die Kraftstoffmenge MK reduziert und stattdessen eine mittels Direkteinspritzung zuzumessende Kraftstoffmenge entsprechend erhöht werden, um das Überspülen zu vermeiden.Furthermore, if, for example, it is detected that the determined fuel quantity M K , which would be metered in by means of intake manifold injection, can not be achieved with the mentioned variables of the valve control, without overflowing fuel, the fuel quantity M K is reduced and instead a quantity of fuel to be metered in by means of direct injection accordingly be increased to avoid over-rinsing.
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