DE102020210271A1 - Method and device for adjusting a throttle valve for an internal combustion engine with a small intake manifold volume - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) mit mindestens einem Zylinder (3), insbesondere eines Verbrennungsmotors (2) mit einem Verhältnis zwischen Zylinder-Hubraum und einem daran angeschlossenen Saugrohrvolumen (SV) von größer 1, insbesondere von größer 2, vorgesehen, mit folgenden Schritten:- Bereitstellen einer Anforderung nach einem Soll-Motormoment (MSoll);- Bestimmen einer Soll-Drosselklappenstellung (SSoll) zum Einstellen einer Drosselklappe (7) zum Steuern einer Luftzufuhr in den Verbrennungsmotor (2) abhängig von dem Soll-Motormoment (MSoll);- Modifizieren eines Verlaufs der Soll-Drosselklappenstellung (SSoll) abhängig von dem Kurbelwellenwinkel einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (2), um eine modifizierte Soll-Drosselklappenstellung (S'Soll) bereitzustellen, so dass die Änderung einer Luftfüllung während einer Einspritzung von Kraftstoff in ein Saugrohr des Verbrennungsmotors (2) reduziert wird;- Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von der modifizierten Soll-Drosselklappenstellung (S'Soll).The invention relates to a method for operating an engine system (1) with an internal combustion engine (2) with at least one cylinder (3), in particular an internal combustion engine (2) with a ratio between cylinder displacement and an intake manifold volume (SV) connected thereto of greater than 1 , in particular greater than 2, provided with the following steps: - Providing a request for a target engine torque (MSoll); - Determining a target throttle valve position (SSoll) for adjusting a throttle valve (7) for controlling an air supply into the internal combustion engine (2 ) depending on the target engine torque (MSoll); - Modifying a course of the target throttle valve position (SSoll) depending on the crankshaft angle of a crankshaft of the internal combustion engine (2) to provide a modified target throttle valve position (S'Soll), so that the Change in an air charge is reduced during an injection of fuel into an intake manifold of the internal combustion engine (2); - operate of the internal combustion engine (2) depending on the modified target throttle position (S'Soll).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, insbesondere Verbrennungsmotoren mit geringem Saugrohrvolumen, wie beispielsweise Antriebsmotoren für Motorräder und dergleichen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zum Einstellen der Drosselklappe auf eine Soll-Drosselklappenstellung bei einem elektrisch ansteuerbaren Drosselklappensteller.The invention relates to internal combustion engines, in particular internal combustion engines with a small intake manifold volume, such as drive engines for motorcycles and the like. Furthermore, the present invention relates to a method for adjusting the throttle valve to a setpoint throttle valve position in an electrically controllable throttle valve actuator.
Technischer HintergrundTechnical background
Motorräder weisen in der Regel Motorsysteme auf, die luftgeführte Verbrennungsmotoren mit Saugrohreinspritzung aufweisen. Allgemein gibt der Fahrer bei luftgeführten Verbrennungsmotoren ein gewünschtes Motormoment vor, das in eine einzustellende Luftfüllung umgewandelt wird. Die Luftfüllung wird dabei durch geeignete Modelle ermittelt und in eine Ansteuerung für die Drosselklappe durch Vorgabe einer Soll-Drosselklappenstellung umgesetzt, durch die ein in den Verbrennungsmotor strömender Motormassenstrom (Luftmenge) eingestellt wird.Motorcycles typically have engine systems that include air-guided, port fuel injected internal combustion engines. In general, in the case of air-guided internal combustion engines, the driver specifies a desired engine torque, which is converted into an air charge to be set. The air filling is determined by suitable models and converted into a control for the throttle valve by specifying a target throttle valve position, through which an engine mass flow (air volume) flowing into the internal combustion engine is adjusted.
Derartige Verbrennungsmotoren werden mit einer sogenannten Gemischvorsteuerung betrieben, bei der ein gewünschtes Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Brennraum durch Vorgabe einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge eingestellt wird. Insbesondere dynamische Änderungen des angeforderten Soll-Motormoments und damit der über die Drosselklappenstellung eingestellten in den Verbrennungsmotor strömenden Luftmenge durch Betätigung des Gasgriffs müssen möglichst schnell und genau von der Gemischvorsteuerung berücksichtigt werden.Internal combustion engines of this type are operated with what is known as mixture pre-control, in which a desired target air-fuel ratio in the combustion chamber is set by specifying a fuel quantity to be injected. In particular, dynamic changes in the required target engine torque and thus in the air quantity flowing into the internal combustion engine set via the throttle valve position by actuating the throttle grip must be taken into account by the mixture pre-control as quickly and precisely as possible.
Dynamische, sich sehr schnell ändernde Soll-Luftfüllungen, wie sie durch ein schnelles Betätigen des Gasgriffs bei Motorrädern häufig vorkommen, sind dabei nicht ohne weiteres durch die Gemischvorsteuerung mit gleicher Dynamik umsetzbar.Dynamic, very rapidly changing target air fillings, as often occur when the throttle is quickly activated on motorcycles, cannot easily be implemented with the same dynamics by the mixture pre-control.
Die Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zur Ansteuerung einer Drosselklappe eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung und ein Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for controlling a throttle valve of an internal combustion engine according to claim 1 and a device and an engine system according to the independent claims are provided.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further developments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder, insbesondere eines Verbrennungsmotors mit einem Verhältnis zwischen Zylinder-Hubraum und einem daran angeschlossenen Saugrohrvolumen von größer 1, insbesondere von größer 2, vorgesehen, mit folgenden Schritten:
- - Bereitstellen einer Anforderung nach einem Soll-Motormoment;
- - Bestimmen einer Soll-Drosselklappenstellung zum Einstellen einer Drosselklappe zum Steuern einer Luftzufuhr in den Verbrennungsmotor abhängig von dem Soll-Motormoment;
- - Modifizieren eines Verlaufs der Soll-Drosselklappenstellung abhängig von dem Kurbelwellenwinkel einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, um eine modifizierte Soll-Drosselklappenstellung bereitzustellen, so dass die Änderung einer Luftfüllung während einer Einspritzung von Kraftstoff in ein Saugrohr des Verbrennungsmotors reduziert wird;
- - Betreiben des Verbrennungsmotors abhängig von der modifizierten Soll-Drosselklappenstellung.
- - Providing a request for a target engine torque;
- - Determining a target throttle valve position for adjusting a throttle valve for controlling an air supply into the internal combustion engine depending on the target engine torque;
- - modifying a course of the target throttle position depending on the crankshaft angle of a crankshaft of the internal combustion engine to provide a modified target throttle position such that the change in air charge during injection of fuel into an intake manifold of the internal combustion engine is reduced;
- - Operation of the internal combustion engine depending on the modified target throttle position.
Weiterhin kann eine Änderung der bereitgestellten Soll-Drosselklappenstellung synchron zu den Arbeitstakten des mindestens einen Zylinders des Verbrennungsmotors zugelassen oder verzögert werden.Furthermore, a change in the target throttle valve position provided can be permitted or delayed synchronously with the power strokes of the at least one cylinder of the internal combustion engine.
Bei aktuellen Motorsystemen erfolgt die Ansteuerung einer elektrisch angesteuerten Drosselklappe unmittelbar nach Vorgabe einer entsprechenden Änderung eines Soll-Motormoments durch einen Benutzer, z.B. durch Betätigung eines Gasgriffs eines Motorrades. Die Berechnung und Durchführung der Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr erfolgt hingegen synchron zur Motordrehzahl zu fest vorgegebenen Kurbelwellenpositionen im Arbeitsspiel, d.h. während bestimmter Arbeitstakte. Da die Anforderung einer Änderung der Drosselklappenstellung durch den Fahrer daher zu einem beliebigen Zeitpunkt im Arbeitsspiel erfolgen kann, können sich insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit im Vergleich zu dessen Hubraum geringem Saugrohrvolumen (und damit hoher Dynamik von Massenstromänderungen) Schwierigkeiten ergeben, die korrekte Kraftstoffmenge der vorgegebenen Luftfüllung zuzuweisen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Änderung des angeforderten Motormoments nach dem Festlegen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge für den folgenden Ansaugtakt erfolgt.In current engine systems, an electrically controlled throttle valve is actuated immediately after a user has specified a corresponding change in a target engine torque, for example by actuating a throttle grip on a motorcycle. The calculation and implementation of the injection of fuel into the intake manifold, on the other hand, takes place synchronously with the engine speed at fixed crankshaft positions in the work cycle, ie during specific work cycles. Since the driver's request for a change in throttle position therefore becomes arbitrary When this happens in the working cycle, difficulties can arise in assigning the correct amount of fuel to the specified air charge, particularly in the case of internal combustion engines with a small intake manifold volume compared to its cubic capacity (and thus high dynamics of mass flow changes). This is the case in particular when the requested engine torque changes after the fuel quantity to be injected for the following intake stroke has been determined.
Für eine genauere Gemischeinstellung ist eine Einspritzung deutlich vor dem Ansaugtakt des mindestens einen Zylinders vorteilhaft, um dem eingespritzten Kraftstoff Zeit für das Verdampfen zur Verfügung zu stellen. Erfolgt jedoch nach Absetzen der Haupteinspritzung mit kurzer Einspritzzeit eine schnelle Öffnung der Drosselklappe aufgrund einer entsprechend angeforderten Soll-Motormomentenerhöhung und damit eine Erhöhung der Zylinderfüllung, so muss zur Einhaltung des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses noch vor Abschluss der Ansaugphase eine Nacheinspritzung von Kraftstoff erfolgen. Die Kraftstoffmenge, die im Zuge der Nacheinspritzung eingespritzt werden kann, ist hierbei jedoch durch die zur Verfügung stehende Zeit bis zum Schließen der Einlassventile (Ende der Ansaugphase), die Flugzeit des Kraftstoffs und die Auslegung des Einspritzventils begrenzt. Daher kann nicht jede Erhöhung des angeforderten Soll-Motormoments durch eine entsprechende Erhöhung der eingespritzten Kraftstoffmenge ausgeglichen werden.For a more precise adjustment of the mixture, an injection well before the intake stroke of the at least one cylinder is advantageous in order to provide the injected fuel with time for evaporation. If, however, after stopping the main injection with a short injection time, the throttle valve opens quickly due to a correspondingly requested target engine torque increase and thus an increase in the cylinder charge, then in order to maintain the target air-fuel ratio, fuel must be post-injected before the end of the intake phase . However, the amount of fuel that can be injected during post-injection is limited by the time available until the intake valves close (end of the intake phase), the flight time of the fuel and the design of the injection valve. Therefore, not every increase in the required setpoint engine torque can be compensated for by a corresponding increase in the injected fuel quantity.
Insbesondere kann es in solchen Fällen durch die verringerte Zeit zur Gemischaufbereitung (Verdampfen des Kraftstoffs im Saugrohr) zu einer Verschlechterung der Verbrennungsqualität oder im Falle einer Zündkerzenbenetzung mit flüssigem Kraftstoff sogar zu einem Zündaussetzer kommen.In such cases, in particular, the reduced time for mixture preparation (evaporation of the fuel in the intake manifold) can lead to a deterioration in the combustion quality or, in the case of spark plug wetting with liquid fuel, even to misfiring.
Im umgekehrten Fall erzeugt ein sprunghaftes Schließen der Drosselklappe aufgrund einer Reduzierung des angeforderten Soll-Motormoments nach bereits abgesetzter Haupteinspritzung mit langer Einspritzdauer eine Abweichung zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, da nun ein Kraftstoffüberschuss, d.h. ein zu fettes Luft-Kraftstoffgemisch, vorliegt. Dies ist jedoch nicht korrigierbar, da der Kraftstoff bereits in das Saugrohr eingespritzt wurde.Conversely, an abrupt closing of the throttle valve due to a reduction in the required target engine torque after the main injection with a long injection duration has already been discontinued produces a deviation between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio, since there is now excess fuel, ie an air-fuel mixture that is too rich. However, this is not correctable as the fuel has already been injected into the intake manifold.
Die durch das Anfordern einer Änderung der Drosselklappenstellung zu einem ungünstigen Zeitpunkt bewirkte fehlerhafte Gemischvorsteuerung kann in Extremfällen zu Aussetzern oder sogar zu einem Absterben des Verbrennungsmotors führen. Diese Effekte wirken sich insbesondere bei niedrigen Drehzahlen stark aus, da hier der Zeitraum zwischen zwei Ansaugphasen für eine Änderung der Drosselklappenstellung relativ groß ist.The faulty mixture pre-control caused by the request for a change in the throttle valve position at an unfavorable time can, in extreme cases, lead to misfires or even to the internal combustion engine dying. These effects have a particularly strong effect at low engine speeds, since the time between two intake phases for a change in the throttle valve position is relatively large here.
Gemäß dem obigen Verfahren wird daher vorgeschlagen, die Ansteuerung der Drosselklappe synchron zur Motordrehzahl und nur innerhalb eines bestimmten Bereichs der Kurbelwellenpositionen durchzuführen. Dadurch kann eine Drosselklappenöffnung, Einspritzung und Ansaugung von Frischluft synchronisiert werden und die Gemischvorsteuerung optimiert werden. Dies führt zu einem verbesserten Laufverhalten, reduzierten Emissionen und einem optimierten Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors. Die hierdurch entstehende zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der angeforderten Soll-Motormomentenänderung durch die Betätigung des Gasgriffs und der tatsächlichen Drosselklappenverstellung kann vernachlässigt werden, da diese lediglich wenige Millisekunden beträgt. Zudem entfallen weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Gemischvorsteuerung, da ggfs das Vorsehen einer Nacheinspritzstrategie entfallen und eine Transientenkompensation optimiert werden können.According to the above method, it is therefore proposed to carry out the actuation of the throttle valve synchronously with the engine speed and only within a specific range of the crankshaft positions. As a result, a throttle valve opening, injection and intake of fresh air can be synchronized and the mixture pre-control can be optimized. This leads to improved running characteristics, reduced emissions and optimized combustion engine response. The resulting time delay between the point in time at which the desired change in engine torque is requested by actuating the gas grip and the actual throttle valve adjustment can be ignored, since this is only a few milliseconds. In addition, there are no further measures to improve the mixture pre-control, since the provision of a post-injection strategy may be omitted and transient compensation can be optimized.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Änderung der Soll-Drosselklappenstellung abhängig von dem Zeitpunkt der Ermittlung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge zugelassen oder verzögert wird.Provision can be made for a change in the target throttle valve position to be permitted or delayed depending on the point in time at which a fuel quantity to be injected is determined.
Weiterhin kann eine Änderung der Soll-Drosselklappenstellung nach einem Zeitpunkt der Festlegung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge oder nach einem Zeitpunkt des Beginns der Einspritzung der Kraftstoffmenge verzögert werden.Further, a change in the target throttle valve position may be delayed after a timing of setting the amount of fuel to be injected or after a timing of starting injection of the amount of fuel.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Anforderung nach einer Änderung der Soll-Drosselklappenstellung innerhalb des Ansaugtaktes modifiziert werden, um in einem Kurbelwellenwinkelbereich außerhalb des Ansaugtaktes umgesetzt zu werden.According to one embodiment, a request for a change in desired throttle position within the intake stroke may be modified to be implemented in a crank angle range outside of the intake stroke.
Weiterhin kann ein Gradient oder eine Höhe einer Änderung der Soll-Drosselklappenstellung während eines Zeitraums zwischen Beginn der Einspritzung bzw. dem Beenden der Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dem Schließen des Einlassventils für den mindestens einen Zylinder begrenzt werden, um Änderung der Luftfüllung während des Zeitraums zu begrenzen.Furthermore, a gradient or an amount of a change in the target throttle valve position during a period between the start of the injection or the end of the calculation of the fuel quantity to be injected and the closing of the intake valve for the at least one cylinder can be limited in order to change the air charge during the period limit.
Insbesondere kann bei einer Erhöhung des angeforderten Soll-Motormoments nach einem Öffnen der Drosselklappe die resultierende Änderung der Soll-Drosselklappenstellung auf ein Maß begrenzt werden, das durch eine Funktion zur Durchführung von nachfolgenden Nacheinspritzungen ausgeglichen werden kann. In particular, when the required setpoint engine torque increases after the throttle valve has been opened, the resulting change in the setpoint throttle valve position can be limited to an extent that can be compensated for by a function for carrying out subsequent post-injections.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einer Reduzierung des angeforderten Soll-Motormoments nach einem Öffnen der Drosselklappe die resultierende Änderung der Soll-Drosselklappenstellung bis zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils unterbunden werden.Alternatively or additionally, when the required setpoint engine torque is reduced after the throttle valve has been opened, the resulting change in the setpoint throttle valve position can be suppressed until the inlet valve closes.
Insbesondere kann bei einer Erhöhung des angeforderten Soll-Motormoments nach einem Öffnen der Drosselklappe die resultierende Änderung der Soll-Drosselklappenstellung auf ein Maß begrenzt werden, so dass eine maximale Füllung nicht überschritten wird, für die die Kompressionsarbeit von der im System gespeicherten kinetischen Energie noch verrichtet werden kann.In particular, when the required target engine torque increases after the throttle valve has been opened, the resulting change in the target throttle valve position can be limited to a level such that a maximum charge is not exceeded for which the compression work is still performed by the kinetic energy stored in the system can be.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere eine Steuereinheit, zum Betreiben eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder vorgesehen, insbesondere eines Verbrennungsmotors mit einem Verhältnis zwischen Zylinder-Hubraum und einem daran angeschlossenen Saugrohrvolumen von größer 1, insbesondere von größer 2, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum:
- - Empfangen einer Anforderung nach einem Soll-Motormoment;
- - Bestimmen einer Soll-Drosselklappenstellung zum Einstellen einer Drosselklappe zum Steuern einer Luftzufuhr in den Verbrennungsmotor abhängig von dem Soll-Motormoment;
- - Modifizieren eines Verlaufs der Soll-Drosselklappenstellung abhängig von dem Kurbelwellenwinkel einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, um eine modifizierte Soll-Drosselklappenstellung bereitzustellen, so dass die Änderung einer Luftfüllung während einer Einspritzung von Kraftstoff in ein Saugrohr des Verbrennungsmotors reduziert wird;
- - Betreiben des Verbrennungsmotors abhängig von der modifizierten Soll-Drosselklappenstellung.
- - Receiving a request for a target engine torque;
- - Determining a target throttle valve position for adjusting a throttle valve for controlling an air supply into the internal combustion engine depending on the target engine torque;
- - modifying a course of the target throttle position depending on the crankshaft angle of a crankshaft of the internal combustion engine to provide a modified target throttle position such that the change in air charge during injection of fuel into an intake manifold of the internal combustion engine is reduced;
- - Operation of the internal combustion engine depending on the modified target throttle position.
Figurenlistecharacter list
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor und einer elektronisch ansteuerbaren Drosselklappe, insbesondere für ein Motorrad; -
2 ein Signal-Zeit-Diagramm der Verläufe des Saugrohrdrucks, der Ansteuerung des Einspritzventils sowie der Stellung der Drosselklappe für ein Öffnen und ein Schließen der Drosselklappe; und -
3 ein Funktionsblockschaltbild zur Bereitstellung einer Soll-Drosselklappenposition zur Einstellung der Drosselklappe durch einen Drosselklappensteller.
-
1 an engine system with an internal combustion engine and an electronically controllable throttle valve, in particular for a motorcycle; -
2 a signal-time diagram of the curves of the intake manifold pressure, the activation of the injection valve and the position of the throttle valve for opening and closing the throttle valve; and -
3 a functional block diagram for providing a target throttle position for adjusting the throttle by a throttle actuator.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments
Dem Verbrennungsmotor 2 wird Frischluft über einen Luftzuführungsabschnitt 5 zugeführt, wobei diese durch ein Einlassventil 14 in den Zylinder 3 eingelassen wird. Verbrennungsabgas wird über einen Abgasabführungsabschnitt 6 abgeführt, wobei dieses über ein Auslassventil 15 ausgestoßen wird. Im Luftzuführungsabschnitt 5 ist eine Drosselklappe 7 angeordnet, die über einen Drosselklappensteller 8 elektrisch ansteuerbar ist.Fresh air is supplied to the
Kraftstoff wird in ein Saugrohrabschnitt 51 zwischen der Drosselklappe 7 und dem Einlassventil 14 des mindestens einem Zylinder 3 mithilfe eines Einspritzventils 11 eingespritzt.Fuel is injected into an intake manifold section 51 between the throttle valve 7 and the
Ein Benutzer des Motorsystems, wie z.B. ein Fahrer eines damit angetriebenen Kraftrades, kann über eine Gasbetätigung 12 ein Betätigungssignal generieren, das in einer Steuereinheit 10 als ein angefordertes Soll-Motormoment bereitgestellt wird. Das Soll-Motormoment wird über entsprechende Steuerfunktionen in der Steuereinheit 10 in eine angeforderte Luftfüllung und diese in eine Soll-Drosselklappenstellung umgesetzt.A user of the engine system, such as a driver of a motorcycle driven by it, can generate an actuation signal via a
Die Steuereinheit 10 steuert den Verbrennungsmotor 2 durch Vorgabe der Soll-Drosselklappenstellung für eine nachgelagerte Stellungsregelung mithilfe des Drosselklappenstellers 8 an. Ferner wird eine der Luftfüllung bzw. dem LuftMassenstrom in den Verbrennungsmotor 2 entsprechende Kraftstoffmenge ermittelt und diese durch eine entsprechende Ansteuerung des Einspritzventils 11 zugemessen. Die Kraftstoffmenge wird dabei durch Vorgabe einer Öffnungszeit des Einspritzventils 11 festgelegt.The
Fordert der Benutzer eine schnelle Änderung des Soll-Motormoments an, steuert die Steuereinheit 10 in herkömmlicher Weise den Drosselklappensteller 8 an, um eine dem Soll-Motormoment entsprechende Luftfüllung in den Verbrennungsmotor 2 bereitzustellen. Zur Einstellung eines stets optimalen Luft-Kraftstoff-Gemisches, das in der Regel nahe λ=1 (stöchiometrisches Gleichgewicht) eingestellt wird, steuert die Steuereinheit 10 das Einspritzventil 11 entsprechend an, um möglichst zum Ende eines Ansaugtaktes, d.h. zum Zeitpunkt des Schließens der Einlassventile 14, für jede Verbrennung ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern 3 des Verbrennungsmotors 2 einzustellen.If the user requests a quick change in the target engine torque, the control unit takes
Fordert der Fahrer eine Änderung des Soll-Motormoments während oder nach der Berechnung der aktuellen Kraftstoffmenge oder während der laufenden oder nach der abgeschlossenen Einspritzung des Kraftstoffs und vor dem Schließen des Einlassventils 14 an, so ändert sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem mindestens einem Zylinder 3. Dies kann bei einer Erhöhung des Soll-Motormoments herkömmlich durch eine rechtzeitige Nacheinspritzung von Kraftstoff kompensiert werden.If the driver requests a change in the target engine torque during or after the calculation of the current fuel quantity or during the ongoing or after the completed injection of the fuel and before the closing of the
In dem in
Bei einer Reduzierung des Soll-Motormoments während des Zeitbereichs B2 nach der Zumessung der Kraftstoffmenge r für den nächsten Arbeitstakt kommt es zu einer Einspritzung einer zu großen Kraftstoffmenge r für die reduzierte Luftmenge. Dies führt zu einem zu fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch, das durch bekannte Maßnahmen nicht ausgeglichen werden kann.If the setpoint engine torque is reduced during the time range B2 after the metering of the fuel quantity r for the next work cycle, an excessive fuel quantity r for the reduced air quantity is injected. This leads to an overly rich air-fuel mixture that cannot be compensated for by known measures.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die Soll-Drosselklappenstellung synchron zu den Arbeitstakten des Verbrennungsmotors 2 vorzugeben. Dies kann beispielsweise anhand des in
In einem Einspritzmengenberechnungsblock 23 wird abhängig von der ermittelten Luftfüllung eine einzuspritzende Kraftstoffmenge r ermittelt.A fuel quantity r to be injected is determined in an injection
Durch einen Koordinationsblock 22 kann vorgesehen sein, dass nach der Festlegung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge r oder nach dem Beginn der Einspritzung der Kraftstoffmenge r eine etwaig durch einen Benutzer angeforderte Änderung der Drosselklappenstellung SSoll, d. h. die Vorgabe der Soll-Drosselklappenstellung, bis zum Schließen des Einlassventils 14 verzögert wird und eine entsprechende modifizierte Soll-Drosselklappenstellung S'Soll bereitgestellt wird.A
Die modifizierte Soll-Drosselklappenstellung S'Soll kann zur Umsetzung durch den Drosselklappensteller 8 an eine Stellungsregelung 24 zum Generieren einer Stellgröße für den Drosselklappensteller 8 weitergegeben werden.The modified setpoint throttle valve position S′ setpoint can be passed on to a
In der Regel erfolgt zu Zumessung der Kraftstoffmenge r synchron zu einem Kurbelwellenwinkel KW, so dass die Berechnung der Kraftstoffmenge r in der Regel bereits vor Öffnen des Einlassventils 14 abgeschlossen ist. Daher kann der Koordinationsblock 22 vorsehen, die Umsetzung der Soll-Drosselklappenstellung so zu optimieren, dass eine gewünschte (vorzugsweise ideale) Zusammensetzung des Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum zum Zeitpunkt des Einlassventil-Schließens sichergestellt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Umsetzung der Soll-Drosselklappenstellung von dem Zeitpunkt, zu dem die Berechnung der Kraftstoffmenge r erfolgt ist, bis zu dem Kurbelwellenwinkel des Schließens des Einlassventils 14 zu verzögern.As a rule, the fuel quantity r is metered synchronously with a crankshaft angle KW, so that the calculation of the fuel quantity r is generally already completed before the
Alternativ kann die Höhe einer sprunghaften Änderung der Soll-Drosselklappenstellung SSoll reduziert werden, so dass die Auswirkung der dadurch bewirkten Füllungsänderung im Zylinder 3 des Verbrennungsmotors 2 begrenzt wird. Insbesondere kann der Gradient einer Änderung der Soll-Drosselklappenstellung SSoll begrenzt werden.Alternatively, the level of a sudden change in the setpoint throttle valve position S setpoint can be reduced, so that the effect of the change in charge caused thereby in the
Im Koordinationsblock 22 kann zudem die Art der Koordination je nach Richtung der Änderung der Soll-Drosselklappenstellung SSoll unterschiedlich gehandhabt werden. So kann beispielsweise bei einer Anforderung nach einem Öffnen der Drosselklappe 7 die Änderung der Soll-Drosselklappenstellung SSoll auf ein Maß begrenzt werden, das durch eine Funktion zur Durchführung von nachfolgenden Nacheinspritzungen ausgeglichen werden kann. Dagegen kann bei einer Anforderung nach einem Schließen der Drosselklappe, d. h. einer Reduzierung der Soll-Drosselklappenstellung, die Änderung der Soll-Drosselklappenstellung SSoll tatsächlich bis zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils 14 unterbunden werden.In addition, the type of coordination can be handled differently in the
Weiterhin kann bei einer Anforderung nach einem Öffnen der Drosselklappe 7 die Soll-Drosselklappenstellung im Koordinationsblock 22 begrenzt werden, so dass eine maximale Füllung nicht überschritten wird, für die die Kompressionsarbeit von der im System gespeicherten kinetischen Energie noch verrichtet werden kann. Furthermore, when there is a request for opening the throttle valve 7, the setpoint throttle valve position can be limited in the
Damit wird ein Absterben des Verbrennungsmotors 2 selbst bei Auftreten eines Zündaussetzers verhindert.This prevents
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- DE 102016200723 A1 [0005]DE 102016200723 A1 [0005]
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