DE102017200837A1 - Method and apparatus for operating a supercharged fuel-fired internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines kraftstoffgeführten Verbrennungsmotors (2) mit abgasgetriebener Aufladeeinrichtung (7), wobei Kraftstoff in Zylinder (3) des Verbrennungsmotors (2) in einer Haupteinspritzmenge während einer Haupteinspritzung und in einer Nacheinspritzmenge während einer Nacheinspritzung zumessbar ist, mit folgenden Schritten:- Bereitstellen (S1) eines Solldrehmoments, das eine Erhöhung des Drehmoments darstellt und einen aufgeladenen Motorbetrieb erfordert; und- wenn das Solldrehmoment nicht ohne Überschreiten einer Fettgrenze durch Zumessen einer Kraftstoffmenge für die Haupteinspritzung bereitstellbar ist (S5), Bereitstellen einer Haupteinspritzmenge und einer Nacheinspritzmenge, die so verlaufen, dass durch die Nacheinspritzung eine Abgasenthalpie erhöht wird, um die Aufladeeinrichtung (7) zum Erhöhen der Luftfüllung in den Zylindern (3) zu betreiben.The invention relates to a method for operating a fuel-driven internal combustion engine (2) with exhaust-driven charging device (7), wherein fuel in cylinder (3) of the internal combustion engine (2) in a main injection quantity during a main injection and in a Nacheinspritzmenge is metered during a post-injection, with the following Steps: providing (S1) a target torque representing an increase in torque and requiring boosted engine operation; and when the target torque can not be provided without exceeding a rich limit by metering an amount of fuel for the main injection (S5), providing a main injection amount and a post-injection amount so as to increase an exhaust enthalpy by the post injection, to charge the supercharger (7) Increase the air filling in the cylinders (3) to operate.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft kraftstoffgeführte Verbrennungsmotoren mit abgasgetriebener Aufladeeinrichtung und insbesondere Maßnahmen zum Erhöhen der Dynamik von solchen Verbrennungsmotoren bei positiven Lastsprüngen.The invention relates to fuel-driven internal combustion engines with exhaust-driven charging device and in particular measures for increasing the dynamics of such internal combustion engines with positive load jumps.
Technischer HintergrundTechnical background
Kraftstoffgeführte Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, werden im stationären Betriebsfall mit einem Sauerstoffüberschuss betrieben. Bei einer positiven Lastdynamik kann der Sauerstoffüberschuss durch eine Mehreinspritzung von Kraftstoff benutzt werden, um die Leistung des Verbrennungsmotors bis hin zum geforderten Solldrehmoment zu erhöhen. Liegt das Solldrehmoment des Verbrennungsmotors jedoch in einem Betriebspunkt, der eine größeren Sauerstoffinhalt der Zylinder erfordert und nur durch eine aufgeladene Betriebsart erreicht werden kann, führt diese Vorgehensweise nur zu einer sich allmählich aufbauenden Zylinderfüllung. Der Aufbau der Zylinderfüllung ist dabei über das transiente Aufladeverhalten der Aufladeeinrichtung festgelegt und kann bis zu mehreren Sekunden betragen. Dieser Vorgang dauert lange und bewirkt einen Drehmomentenaufbau, der spürbar verzögert gegenüber der Vorgabe des Solldrehmoments erfolgt.Fuel-controlled internal combustion engines, in particular diesel engines, are operated in stationary operation with an excess of oxygen. With a positive load dynamics, the excess oxygen can be used by a Mehreinspritzung of fuel to increase the power of the engine up to the required target torque. However, if the target torque of the internal combustion engine is at an operating point that requires a larger oxygen content of the cylinder and can only be achieved by a charged operating mode, this approach only leads to a gradually expanding cylinder filling. The structure of the cylinder filling is determined by the transient charging behavior of the charger and can be up to several seconds. This process takes a long time and causes a torque build-up, which is noticeably delayed compared to the specification of the setpoint torque.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines kraftstoffgeführten Verbrennungsmotors mit abgasgetriebener Aufladeeinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for operating a fuel-guided internal combustion engine with an exhaust gas-driven charging device according to
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines kraftstoffgeführten Verbrennungsmotors mit abgasgetriebener Aufladeeinrichtung vorgesehen, wobei Kraftstoff in einen Zylinder des Verbrennungsmotors in einer Haupteinspritzmenge während einer Haupteinspritzung und in einer Nacheinspritzmenge während einer Nacheinspritzung zumessbar ist, mit folgenden Schritten:
- - Bereitstellen eines Solldrehmoments, das von dem Verbrennungsmotor nur durch einen aufgeladenen Betrieb bereitstellbar ist;
- - Wenn das Solldrehmoment nicht ohne Überschreiten der Fettgrenze durch Zumessen einer Kraftstoffmenge für die Haupteinspritzung bereitstellbar ist, Bereitstellen einer Haupteinspritzmenge und einer Nacheinspritzmenge, die so verlaufen, dass durch die Nacheinspritzung eine Abgasenthalpie erhöht wird, um die Aufladeeinrichtung zum Erhöhen der Luftfüllung in den Zylindern zu betreiben.
- - Providing a target torque that can be provided by the internal combustion engine only by a charged operation;
- When the target torque can not be provided without exceeding the rich limit by metering a fuel amount for the main injection, providing a main injection amount and a post injection amount that are increased by the post injection, an exhaust enthalpy is increased to the charging device for increasing the air charge in the cylinders operate.
Mit der heute verfügbaren Common-Rail-Dieseleinspritzung sind Mehrfacheinspritzungen pro Verbrennungstakt möglich und werden vielfach angewendet. Ein Einbringen eines Teils des einzuspritzenden Kraftstoffs am Ende der Expansionsphase des Verbrennungstaktes bis hinein in den Ausstoßtakt wird Nacheinspritzung genannt und dient hauptsächlich der Erhöhung der Abgasenthalpie, da der Kraftstoff in das Abgassystem eingebracht wird, der dort mit dem unverbrannten Luftsauerstoff exotherm reagiert. Die Nacheinspritzung des Kraftstoffs wirkt nur indirekt drehmomentenbildend und wird derzeit vorwiegend zur Regenerierung des Rußpartikelfilters genutzt.With common rail diesel injection available today, multiple injections per combustion stroke are possible and widely used. An introduction of a part of the fuel to be injected at the end of the expansion phase of the combustion cycle into the exhaust stroke is called post-injection and serves mainly to increase the exhaust gas enthalpy, since the fuel is introduced into the exhaust system, which responds there exothermically with the unburned atmospheric oxygen. The post-injection of the fuel has an indirect torque-forming effect and is currently used predominantly for the regeneration of the soot particle filter.
Entsprechend dem obigen Verfahren ist nun vorgesehen, die Nacheinspritzung des Kraftstoffs und die damit verbundene Erhöhung der Abgasenthalpie zur Unterstützung des Drehmomentenaufbaus bei einem positiven Lastsprung vorzusehen. Infolge der erhöhten thermischen Energie des Abgasstroms wird die abgasgetriebene Aufladeeinrichtung (Abgasturbolader) stärker beschleunigt, wodurch die Aufladung und damit die Frischluftversorgung der Zylinder des Verbrennungsmotors unterstützt werden. Die Luftfüllung in den Zylindern steigt daher umso schneller an, je schneller die Abgasenthalpie ansteigt. According to the above method is now provided to provide the post-injection of the fuel and the associated increase in exhaust enthalpy to support the torque build-up in a positive load step. As a result of the increased thermal energy of the exhaust gas stream, the exhaust gas-driven charging device (exhaust gas turbocharger) is accelerated more strongly, whereby the charging and thus the fresh air supply of the cylinders of the internal combustion engine are supported. The air charge in the cylinders therefore increases the faster the exhaust enthalpy increases.
Die maximal zulässige Kraftstoffmenge, die in die Zylinder eingespritzt werden darf, hängt von der Luftfüllung in den Zylindern ab, da eine Verbrennung mit Kraftstoffüberschuss aus Gründen der hohen Rußemissionen (Rußgrenze) nicht zulässig ist. Somit ermöglicht eine höhere Luftfüllung eine Erhöhung der Kraftstoffmenge, die pro Verbrennungstakt eingespritzt werden kann, da sich die Rußgrenze entsprechend absolut verschiebt aber relativ, d.h. ausgedrückt als Kraftstoffluftverhältnis (Lambda) gleich bleibt. Insgesamt erhöht eine erhöhte Luftfüllung in den Zylindern die für die Haupteinspritzung zumessbare Kraftstoffmenge, die schließlich das von dem Verbrennungsmotor bereitgestellte Drehmoment bestimmt.The maximum allowable amount of fuel that can be injected into the cylinders depends on the air charge in the cylinders, as combustion with excess fuel is not allowed due to high soot emissions (soot limit). Thus, a higher air charge allows an increase in the amount of fuel that can be injected per combustion stroke, since the soot limit accordingly shifts absolutely but relatively, i. expressed as the fuel air ratio (lambda) remains the same. Overall, increased air charge in the cylinders increases the amount of fuel that can be metered for the main injection, which eventually determines the torque provided by the engine.
Durch das obige Verfahren wird der Nachteil bei herkömmlichen Betriebsarten für kraftstoffgeführte Verbrennungsmotoren vermieden, bei denen eine rasche Erhöhung des geforderten Lastmoments mit einer entsprechend schnellen Erhöhung der Haupteinspritzmenge häufig bis zur Rußgrenze gefolgt wird. Dies erbringt eine unmittelbare Reaktion des Verbrennungsmotors, die jedoch im weiteren Verlauf durch den verspäteten Ladedruckaufbau limitiert ist. Eine Verzögerung des Aufbaus der drehmomentbildenden Haupteinspritzmenge bei einem positiven Lastsprung ermöglicht hingegen eine Zuteilung einer Nacheinspritzmenge für eine Nacheinspritzung bis zu einer Höhe, die z.B. durch die Rußgrenze im Abgassystem limitiert ist. Dadurch kann der Restsauerstoffanteil im Abgas im Abgassystem nachverbrannt werden, so dass sich dadurch der Abgasenthalpiestrom erhöht und der Ladedruck durch den abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung schnell erhöht werden kann. Der so erreichte frühere Anstieg des Ladedrucks führt zu einer deutlichen Erhöhung des Anstiegs der Luftfüllung in den Zylindern, so dass im Anschluss die Haupteinspritzmenge zum Erreichen des Solldrehmoments schneller erhöht werden kann.By the above method, the disadvantage is avoided in conventional modes for fuel-fired internal combustion engines, in which a rapid increase in the required load torque is followed with a correspondingly rapid increase in the main injection quantity often up to the soot limit. This provides an immediate reaction of the internal combustion engine, which is limited in the further course by the delayed charge pressure build-up. On the other hand, delaying the construction of the torque-generating main injection amount at a positive load step allows an allocation of a post-injection post-injection amount to a level which is e.g. is limited by the soot limit in the exhaust system. As a result, the residual oxygen content in the exhaust gas in the exhaust system can be post-combusted, so that thereby the exhaust gas enthalpy flow increases and the boost pressure can be increased rapidly by the exhaust-driven charging device. The earlier increase in the boost pressure thus achieved leads to a marked increase in the increase of the air charge in the cylinders, so that subsequently the main injection quantity for reaching the target torque can be increased more quickly.
Die Verzögerung des Erhöhens der Haupteinspritzmenge ermöglicht zudem eine Dämpfung eines Lastschlags, insbesondere wenn der Fahrer den positiven Lastsprung aus einem Schubbetrieb heraus vorgibt. Insgesamt kann ein Totzeitverhalten des Drehmomentenaufbaus genutzt werden, um einen Anschlagswechsel des Triebstrangs stetig zu gestalten und zudem einen angenehm empfundenen Beginn des Drehmomentenaufbaus des Verbrennungsmotors zu erzielen.The delay of increasing the main injection amount also allows damping of a load shock, especially when the driver dictates the positive load jump from a coasting operation out. Overall, a dead time behavior of the torque build-up can be used in order to make a stop change of the drive train steady and also to achieve a pleasant start of the torque build-up of the internal combustion engine.
Es kann vorgesehen sein, dass das zusätzliche Bereitstellen der Nacheinspritzmenge in Verbindung mit einer Haupteinspritzmenge in gegenseitiger Abhängigkeit durchgeführt wird, wenn das Solldrehmoment nur durch einen aufgeladenen Betrieb des Verbrennungsmotors erreichbar ist.It can be provided that the additional provision of the post-injection quantity is carried out in conjunction with a main injection quantity in mutually dependent relationship if the setpoint torque can only be achieved by a supercharged operation of the internal combustion engine.
Weiterhin kann, wenn das Solldrehmoment während eines Schubbetriebs des Verbrennungsmotors bereitgestellt wird, die Haupteinspritzmenge für eine vorbestimmte Zeitdauer auf eine vorgegebene Lastschlagdämpfungsmenge begrenzt werden.Further, when the target torque is provided during a coasting operation of the engine, the main injection amount for a predetermined period of time may be limited to a predetermined load shock damping amount.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Haupteinspritzmenge und die Nacheinspritzmenge so bemessen sein, dass durch die Nacheinspritzmenge ein Sauerstoffüberschuss in einem Abgassystem des Motorsystems bis hin zu einer Fettgrenze verbrannt wird, wobei die Fettgrenze der Haupteinspritzung einer Grenze für die Kraftstoffmenge entspricht, ab der ein kritischer Motorzustand erreicht wird, insbesondere einer Grenze, ab der ein vorgegebener Rußemissionsgrenzwert überschritten wird (Rußgrenze), einer Temperaturgrenze, eines Schadstoffemissionsgrenzwerts, einer mechanischen Belastungsgrenze oder einer Grenze, die durch eine Kombination der zuvor genannten Grenzen bestimmt ist.According to one embodiment, the main injection quantity and the post-injection quantity may be so dimensioned that an excess of oxygen in an exhaust system of the engine system is burned to a rich limit by the post-injection amount, the rich limit of the main injection corresponding to a limit on the amount of fuel from which a critical engine condition is reached in particular, a limit above which a given soot emission limit is exceeded (soot limit), a temperature limit, a pollutant emission limit, a mechanical load limit or a limit determined by a combination of the aforementioned limits.
Die Fettgrenze der Nacheinspritzung kann durch Bauteiltemperaturgrenzen im Abgassystem, einer höchst zulässigen Laufzeugdrehzahl des Abgasturboladers, einer höchst zulässigen Schmierölverdünnung, einen maximal zulässigen Ladedruck und/oder eine Grenze der maximal zulässigen Rußemissionen definiert sein.The fat limit of the post-injection may be defined by component temperature limits in the exhaust system, a maximum permissible rotor speed of the exhaust gas turbocharger, a maximum allowable lubricating oil dilution, a maximum allowable boost pressure and / or a maximum permissible carbon black emission limit.
Weiterhin kann die Haupteinspritzmenge entsprechend einem Tiefpassfilterverhalten abhängig von einer Differenz zwischen einem aktuellen Drehmoment des Verbrennungsmotors und dem Solldrehmoment eingestellt werden. Anstelle des Drehmoments kann äquivalent auch die pro Verbrennungstakt eingespritzte Kraftstoffmasse, d.h. die Differenz zwischen einer aktuellen Kraftstoffmasse und einer vorgegebenen Sollkraftstoffmasse, verwendet werden.Furthermore, the main injection amount may be set according to a low-pass filter behavior depending on a difference between a current engine torque and the target torque. In place of the torque, equivalently, the fuel mass injected per combustion cycle, i. the difference between a current fuel mass and a given desired fuel mass.
Insbesondere kann eine Zeitkonstante des Tiefpassfilterverhaltens fest oder betriebspunktabhängig vorgegeben werden. In particular, a time constant of the low-pass filter behavior can be specified as fixed or operating point-dependent.
Weiterhin kann das Verfahren abgebrochen werden, wenn eine der folgenden Abbruchbedingungen vorliegt:
- - das Sollmoment wurde erreicht,
- - es wird ein begrenzendes Drehmoment vorgegeben, und
- - es liegt eine Bremspedalbetätigung vor.
- - the target torque has been reached,
- - It is given a limiting torque, and
- - There is a brake pedal operation.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines kraftstoffgeführten Verbrennungsmotors mit abgasgetriebener Aufladeeinrichtung vorgesehen, wobei Kraftstoff in Zylindern des Verbrennungsmotors mit einer Haupteinspritzmenge während einer Haupteinspritzung und mit einer Nacheinspritzmenge während einer Nacheinspritzung zumessbar ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- - ein Solldrehmoment bereitzustellen, das eine Erhöhung des Drehmoments darstellt und einen aufgeladenen Motorbetrieb erfordert.
- - wenn das Solldrehmoment nicht ohne Überschreiten einer Fettgrenze durch Zumessen einer Kraftstoffmenge für die Haupteinspritzung bereitstellbar ist, eine Haupteinspritzmenge und einer Nacheinspritzmenge bereitzustellen, die so verlaufen, dass durch die Nacheinspritzung eine Abgasenthalpie erhöht wird, um die Aufladeeinrichtung zum Erhöhen der Luftfüllung in den Zylindern zu betreiben.
- to provide a setpoint torque that represents an increase in torque and requires boosted engine operation.
- if the target torque can not be provided without exceeding a rich limit by metering an amount of fuel for the main injection to provide a main injection amount and a post injection amount that are increased by the post injection, an exhaust enthalpy is increased to the charging device for increasing the air charge in the cylinders operate.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem kraftstoffgeführten Verbrennungsmotor und einer abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung; -
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des kraftstoffgeführten aufgeladenen Verbrennungsmotors der1 .
-
1 a schematic representation of an engine system with a fuel-fueled internal combustion engine and an exhaust gas driven charging device; -
2 a flowchart for illustrating a method for operating the fuel-guided supercharged internal combustion engine of1 ,
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Die Zylinder
Frischluft wird dem Verbrennungsmotor
Es ist eine abgasgetriebene Aufladeeinrichtung
Es ist eine Steuereinheit
Der Betrieb des Verbrennungsmotors
Der Kraftstoff wird üblicherweise durch ein Common-Rail-System eingespritzt, bei dem Dieselkraftstoff unter einem hohen Druck gespeichert wird und durch entsprechendes Öffnen der Einspritzventile eingespritzt wird. Es ist vorgesehen, den Kraftstoff während eines Verbrennungstaktes in mehreren Einspritzungen einzuspritzen. Insbesondere kann die Kraftstoffeinspritzung in einer Haupteinspritzung unmittelbar vor oder zu Beginn des Verbrennungstakts eingespritzt und eine Nacheinspritzung, gegen Ende des Verbrennungstakts bis hinein in den Ausstoßtakt, eingespritzt werden. Als Nacheinspritzung bezeichnet man jegliche eingespritzte Kraftstoffmenge, die zeitlich der Haupteinspritzung im gleichen Motortakt nachfolgt. Sie beginnt deutlich nach Erreichen des oberen Verbrennungstotpunkts und kann vor oder auch nach dem unteren Verbrennungstotpunkt, d.h. im Ausschiebetakt, enden. Wegen dieser Phasenbeziehung ist die Nacheinspritzung - je nach konkreter Einspritzlage - nur bedingt drehmomentwirksam. Die Haupteinspritzung dient ausschließlich der Drehmomentenbildung, während die Nacheinspritzung hauptsächlich zur Erhöhung der Abgasenthalpie, d.h. der Abgastemperatur und des Abgasdrucks, dient.The fuel is usually injected by a common rail system in which diesel fuel is stored under a high pressure and injected by opening the injectors accordingly. It is intended to inject the fuel during a combustion cycle in several injections. In particular, the fuel injection may be injected in a main injection immediately before or at the beginning of the combustion cycle, and a post-injection injected into the exhaust stroke towards the end of the combustion cycle. Post-injection is the term for any injected fuel quantity that follows the main injection in the same engine cycle over time. It begins significantly after reaching the upper combustion dead point and may occur before or after the lower combustion dead point, i. in the Ausschiebetakt, end. Because of this phase relationship, the post-injection - depending on the specific injection position - only partially effective torque. The main injection serves only for the generation of torque, while the post-injection mainly serves to increase the exhaust gas enthalpy, i. the exhaust gas temperature and the exhaust gas pressure, is used.
Im stationären Betrieb bei niedrigen und mittleren Lastbereichen, in denen keine Aufladung durch die Aufladeeinrichtung
Ist das angeforderte Solldrehmoment jedoch höher als dasjenige Drehmoment, das durch Erhöhen der Kraftstoffmenge bis hin zur Rußgrenze erreicht werden kann, ist es notwendig, dass bis zum letztlichen Erreichen des angeforderten Solldrehmoments die Luftfüllung in den Zylindern
Es ist daher vorgesehen, den Verbrennungsmotor
In Schritt S1 wird überprüft, ob eine Änderung der Motorlast z.B. infolge eines entsprechenden Betätigens eines Fahrpedals vorliegt, insbesondere eine Änderung der Motorlast, durch die der Verbrennungsmotor
Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S3 fortgesetzt, anderenfalls (Alternative: Nein) wird das Verfahren mit Schritt S2 fortgesetzt.If this is the case (alternative: yes), the method is continued with step S3, otherwise (alternative: no), the method continues with step S2.
In Schritt S2 wird die Kraftstoffeinspritzmenge konventionell berechnet und darauf folgend zum Schritt S1 zurückgesprungen.In step S2, the fuel injection amount is conventionally calculated, and subsequently jumped back to step S1.
In Schritt S3 wird überprüft, ob zum Zeitpunkt der Anforderung der Erhöhung der Motorlast ein Schubbetrieb vorlag. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), wird das Verfahren mit Schritt S4 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein), so wird das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt. In step S3, it is checked whether there was a coasting operation at the time of the request of increasing the engine load. If this is the case (alternative: yes), the method is continued with step S4. Otherwise (alternative: no), the method is continued with step S5.
In Schritt S4 wird eine Lastschlagdämpfung aktiviert und anschließend das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt.In step S4, a load shock absorption is activated and then the process proceeds to step S5.
In Schritt S5 wird überprüft, ob die Luftfüllung in den Zylindern
Reicht die Luftfüllung in den Zylindern nicht aus, um das geforderte Lastmoment zu erreichen (Alternative: Nein) ,so werden in Schritt S6 nun Kraftstoffmengen für die Haupteinspritzungen und für die Nacheinspritzungen während des dynamischen Betriebs des Lastsprungs bestimmt. Allgemein sind die Haupteinspritzmenge und Nacheinspritzmenge in den Verbrennungstakten so festgelegt, dass die während der Haupteinspritzung stattfindende Verbrennung unter einem Sauerstoffüberschuss vorgenommen wird, wobei für nachfolgende Verbrennungstakte, d.h. je geringer der Abstand zwischen dem vom Verbrennungsmotor bereitgestellten Drehmoment und dem Solldrehmoment ist, der Sauerstoffüberschuss, mit dem die Verbrennung im Verbrennungstakt ausgeführt wird, sich verringert. Gleichermaßen wird zu Beginn des Lastsprungs der nicht bei der Haupteinspritzmenge eingespritzte Kraftstoff im Zylinder
Die Filterzeitkonstante T wird empirisch optimiert bzw. aus Modellrechnungen abgeleitet und bestimmt entsprechend das Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors
Entsprechend einem Fahrerwunsch aus der gewählten Stellung eines sogenannten Fahrerlebnisschalters kann der aktuell wirksame Wert für die Filterzeitkonstante T im Rahmen eines zulässigen Intervalles individuell vorgegeben sein. Liegt jedoch keine solche Wahlmöglichkeit vor, dann kann die Filterzeitkonstante T so kallibriert werden, dass ein Kompromiss zwischen Komfort und Fahrleistungswunsch festgelegt wird. Sie hängt im Wesentlichen von Design-Parametern, wie Motorgröße, Turbinen- und Verdichterauslegung der Aufladeeinrichtung sowie von der Gestaltung von Gaswegen im Verbrennungsmotor
Mit der Definition der Haupteinspritzmenge m(i) entsprechend obiger Formel ergibt sich implizit der Zeitverlauf der Nacheinspritzmenge p(i) als derjenige Kraftstoffanteil, der zur vollständigen Umsetzung des Restsauerstoffanteils im Verbrennungsabgas genutzt werden kann.With the definition of the main injection quantity m (i) in accordance with the above formula, the time profile of the post-injection quantity p (i) implicitly results as the proportion of fuel that can be used for the complete conversion of the residual oxygen content in the combustion exhaust gas.
Dieser Nutzen besteht in der Erhöhung des Abgasenthalpiestroms für den Turbinenantrieb der Aufladeeinrichtung
Die Nacheinspritzung von Kraftstoff kann als einzelne oder mehrere zeitlich getaktete Mengenzufuhren vorgesehen werden. Die Zeitverläufe können sich aus den folgenden Gleichungen ergeben. Insgesamt entspricht das Kraftstoff-Luftverhältnis λ:
Für die Nacheinspritzmenge p ist der Rest des Frischluftanteils maßgebend, der nicht bei der Hauptverbrennung verbrannt wurde. Die Frischluft-Gesamtmenge I setzt sich zusammen aus einem vollständig, d.h. stöchiometrisch verbrannten Anteil IV mit einem vollständig unverbrannten Anteil lu, der für die Nachverbrennung genutzt werden kann.
Somit ergibt sich für den mit der Haupteinspritzmenge stöchiometrisch verbrannten Luftanteil:
Die Nacheinspritzmenge, die als maximale Kraftstoffmenge angestrebt wird, berechnet sich zu:
In Schritt S7 wird der Verbrennungsmotor
In Schritt S8 wird eine Abbruchbedingung überprüft. Der Abbruch des obigen Verfahrens kann durch das Eintreten mindestens eines der folgenden Kriterien erfolgen:
- - Erreichen des Sollmomentes (z.B. auch bei Rücknahme des Fahrerwunschs),
- - Eingriff eines extern vorgegebenen begrenzenden Drehmoments (automatisiertes Fahren, Steuergeräteüberwachungsfunktion),
- - Bremspedalbetätigung.
- - reaching the target torque (eg even when the driver request is withdrawn),
- - intervention of an externally given limiting torque (automated driving, ECU monitoring function),
- - Brake pedal operation.
Liegt eine Abbruchbedingung vor, so wird das Verfahren mit Schritt S2 fortgesetzt. Andernfalls wird zu Schritt S6 zurückgesprungen.If an abort condition exists, the method is continued with step S2. Otherwise, it returns to step S6.
Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass während der ersten Verbrennungstakte nach der Anforderung des Lastsprungs die Haupteinspritzmenge begrenzt wird, so dass ein Lastschlag insbesondere wenn der Lastsprung von einem Schubbetrieb ausgeht, so gebremst wird, dass ein Lastschlag vermieden wird. Die Begrenzung der Haupteinspritzmenge sowie die Zeitdauer bzw. die Anzahl der Verbrennungstakte nach Anforderung der Momentenerhöhung, während der die Haupteinspritzmenge begrenzt wird, kann durch Applikation bestimmt werden. Damit legt sich der Antriebstrang nach Überwindung des Spiels („Triebstranglose“) sanfter an den Zuganschlag an, was komfortsteigernd und verschleißbegrenzend wirkt. It may additionally be provided that the main injection quantity is limited during the first combustion cycles after the request for the load jump, so that a load impact, in particular when the load jump originates from a coasting operation, is so braked that a load impact is avoided. The limitation of the main injection quantity as well as the time duration or the number of combustion cycles required by the torque increase during which the main injection quantity is limited can be determined by application. This puts the drive train after overcoming the game ("Triebstranglose") gentler to the Zuganschlag, which comfort-enhancing and wear-limiting acts.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10029502 A1 [0003]DE 10029502 A1 [0003]
- DE 19951096 A1 [0004]DE 19951096 A1 [0004]
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DE19951096A1 (en) | 1999-10-23 | 2001-05-10 | Daimler Chrysler Ag | Engine control system for diesel engine with exhaust gas turbocharger, has special mode in which exhaust gas temperature or pressure is increased |
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-
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Patent Citations (2)
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