DE102022210278A1 - Method for operating an internal combustion engine with intake manifold injection and direct injection - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine with intake manifold injection and direct injection Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der eine Saugrohreinspritzung und eine Direkteinspritzung vorgesehen sind, wobei eine für den Betrieb der Brennkraftmaschine zuzumessende Kraftstoffmenge als Ausgangs-Kraftstoffmenge (M1) gemäß einem Ausgangs-Aufteilungsfaktor (A) auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt ist, wobei, wenn eine Anfettung eines Gemisches in der Brennkraftmaschine erfolgen soll, die zuzumessende Kraftstoffmenge auf eine Ziel-Kraftstoffmenge (M2) erhöht und gemäß einem Ziel-Aufteilungsfaktor (Z) auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt wird.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine in which an intake manifold injection and a direct injection are provided, wherein a quantity of fuel to be metered for the operation of the internal combustion engine is used as the initial fuel quantity (M1) according to an initial distribution factor (A) between the intake manifold injection and the direct injection is divided, whereby, if a mixture is to be enriched in the internal combustion engine, the amount of fuel to be metered is increased to a target fuel amount (M2) and divided into the intake manifold injection and the direct injection according to a target distribution factor (Z).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der eine Saugrohreinspritzung und eine Direkteinspritzung vorgesehen sind sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine in which intake manifold injection and direct injection are provided, as well as a computing unit and a computer program for carrying it out.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

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.A possible method for fuel injection in gasoline engines is intake manifold injection, which is increasingly being replaced by direct fuel injection. The latter process leads to significantly better fuel distribution in the combustion chambers and thus to better power output with lower fuel consumption.

Weiterhin sind auch Ottomotoren mit einer Kombination von Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung, einem sog. Dualsystem, bevorzugt. 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. Ein Betrieb der Brennkraftmaschine kann dann anhand eines Aufteilungsfaktors, der die Anteile der beiden Einspritzsysteme an der gesamten Einspritzung angibt, betrieben werden.Furthermore, gasoline engines with a combination of intake manifold injection and direct injection, a so-called dual system, are also preferred. This is particularly advantageous in light of increasingly strict emission requirements and emission limit values, since intake manifold injection results in better emission values than direct injection, for example in medium load ranges. The internal combustion engine can then be operated using a distribution factor that indicates the shares of the two injection systems in the total injection.

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 are proposed with the features of the independent patent claims. Advantageous refinements are the subject of the subclaims and the following description.

Die Erfindung beschäftigt sich mit Brennkraftmaschinen, insbesondere Ottomotoren, bei den eine Saugrohreinspritzung und eine Direkteinspritzung vorgesehen sind, also ein sog. Dualsystem, sowie insbesondere deren Betrieb. Ein solches Dualsystem ermöglicht es, insbesondere auch bei großen Lasten, beide Einspritzpfade (Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung) zu verwenden. Hierbei ist dann eine für den Betrieb der Brennkraftmaschine zuzumessende Kraftstoffmenge gemäß einem Aufteilungsfaktor auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt. Der Aufteilungsfaktor kann von mindestens 0% bis weniger als 100% Anteil der Direkteinspritzung betragen. Der Aufteilungsfaktor beträgt z.B. ca. 50%. Es versteht sich, dass ein einmal gewählter Aufteilungsfaktor beim Betrieb möglichst präzise eingestellt werden kann.The invention deals with internal combustion engines, in particular gasoline engines, in which intake manifold injection and direct injection are provided, i.e. a so-called dual system, and in particular their operation. Such a dual system makes it possible to use both injection paths (intake manifold injection and direct injection), especially at high loads. In this case, a quantity of fuel to be metered for the operation of the internal combustion engine is then divided into the intake manifold injection and the direct injection according to a distribution factor. The split factor can be from at least 0% to less than 100% direct injection proportion. The distribution factor is, for example, approx. 50%. It goes without saying that once a distribution factor has been selected, it can be set as precisely as possible during operation.

Kommt es nun z.B. zu einer Vorentflammung in der Brennkraftmaschine und der damit verbundenen Maßnahme der Anfettung des Gemisches (Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum), können in beiden Einspritzpfaden die Einspritzzeiten gleichermaßen verlängert werden, um insgesamt die zuzumessende Kraftstoffmenge von einer Ausgangs-Kraftstoffmenge auf eine Ziel-Kraftstoffmenge zu erhöhen und somit die Anfettung zu erreichen.If, for example, there is a pre-ignition in the internal combustion engine and the associated measure of enriching the mixture (fuel-air mixture in the combustion chamber), the injection times can be extended equally in both injection paths in order to increase the overall amount of fuel to be metered from an initial fuel amount to increase a target amount of fuel and thus achieve enrichment.

Bei einer Vorentflammung handelt es sich um eine Verbrennungsanomalie bei ottomotorischen, zumeist hoch aufgeladenen Brennverfahren. Sie unterscheidet sich vom Klopfen z.B. dadurch, dass ein Brennen des Gemisches bereits vor dem Ende des Verdichtungshubs und der Zündung anfängt. Besonders im Rahmen des Downsizing von Ottomotoren gewinnt das Phänomen Vorentflammung an Bedeutung. Um beispielsweise bessere Verbrauchs- und Schadstoffwerte zu erreichen, werden dabei gleichzeitig das Hubraumvolumen verringert und die Hubraumleistung erhöht. Vorentflammung gilt für eine weitere Optimierung als limitierender Faktor. Vorentflammungen sind typischerweise gekennzeichnet durch einen besonders raschen und vor dem eigentlich vorgesehenen Zeitpunkt ablaufenden Druckanstieg im Brennraum. Da die Zündung noch im Verdichtungstakt auftritt, kommt es zu diesem besonders hohen Druck. Dabei wird häufig der zulässige Höchstdruck des Motors überschritten. Die als Folge auftretende hohe mechanische Belastung auf Motorblock und Zylinderkopf führen dann zum plötzlichen Versagen dieser Bauteile. Bereits wenige Vorentflammungen können eine Brennkraftmaschine schwer beschädigen.Pre-ignition is a combustion anomaly in gasoline engines, usually highly charged combustion processes. It differs from knocking, for example, in that the mixture begins to burn before the end of the compression stroke and ignition. The phenomenon of pre-ignition is becoming increasingly important, particularly as part of the downsizing of gasoline engines. In order to achieve better consumption and pollutant values, for example, the displacement volume is reduced and the displacement capacity is increased at the same time. Pre-ignition is considered a limiting factor for further optimization. Pre-ignition is typically characterized by a particularly rapid increase in pressure in the combustion chamber before the actually intended time. Since the ignition still occurs in the compression stroke, this particularly high pressure occurs. The maximum permissible pressure of the engine is often exceeded. The resulting high mechanical stress on the engine block and cylinder head then leads to the sudden failure of these components. Even a few pre-ignitions can cause serious damage to an internal combustion engine.

Eine solche Vorentflammung weist typischerweise einen hochfrequenten Schwingungsanteil auf, welcher mittels eines Klopfsensors detektiert werden kann. z.B. durch ein unerwartetes (also z.B. früher als vorgesehenes) Schwingen am Klopfsensor oder auch durch eine unerwartete (also z.B. früher als vorgesehene) Beschleunigung am Drehzahlgeberrad der Brennkraftmaschine erkannt werden. Generell kommen z.B. folgenden Sensoren für die Erkennung in Betracht: Brennraumdrucksensor, Klopfsensor, Drehzahlsensor, lonenstromsensor, Brennraumtemperatursensor, Abgas-Lambdasensor, AbgastemperatursensorSuch pre-ignition typically has a high-frequency vibration component, which can be detected using a knock sensor. For example, it can be detected by an unexpected (i.e. earlier than expected) vibration on the knock sensor or by an unexpected (i.e. earlier than expected) acceleration on the engine's speed sensor wheel. In general, the following sensors can be considered for detection: combustion chamber pressure sensor, knock sensor, speed sensor, ion current sensor, combustion chamber temperature sensor, exhaust lambda sensor, exhaust temperature sensor

Durch die Anfettung kann der Brennraum gekühlt werden, um weitere Vorentflammungen möglichst zu vermeiden. Dies kann im günstigsten Fall schon im nächsten Verbrennungszyklus der Fall sein. Hierbei besteht jedoch insbesondere bei der Saugrohreinspritzung zum einen das Problem, dass eine größere Menge an Kraftstoff in den Auslasstrakt überströmen kann und nicht zur Kühlung des Brennraums beiträgt. Zum anderen geht durch die Saugrohreinspritzung der Vorteil der Nutzung der Verdampfungsenthalpie verloren und es wird eine entsprechende Kraftstoffmehrmenge benötigt, um den gewünschten Kühlungseffekt im Brennraum einzustellen. Da Kohlenstoffdioxid und Emissionen aktuell immer mehr in den Fokus rücken, besteht hier ein gewisses Verbesserungspotential.By enriching the combustion chamber, the combustion chamber can be cooled in order to avoid further pre-ignition as far as possible. In the best case scenario, this can already be the case in the next combustion cycle. However, particularly with intake manifold injection, there is the problem that a large amount of fuel can flow into the exhaust tract and does not contribute to cooling the combustion chamber. On the other hand, the advantage of using the Ver Enthalpy of vaporization is lost and a corresponding additional amount of fuel is required to achieve the desired cooling effect in the combustion chamber. Since carbon dioxide and emissions are currently moving more and more into focus, there is a certain potential for improvement here.

Ausgehend von einem aktuellen Aufteilungsfaktor als Ausgangs-Aufteilungsfaktor bei einer Ausgangs-Kraftstoffmenge wird hierzu vorgeschlagen, dass dann, wenn eine Anfettung eines Gemisches in der Brennkraftmaschine erfolgen soll, z.B. wegen einer Vorentflammung, die zuzumessende Kraftstoffmenge auf die Ziel-Kraftstoffmenge erhöht und gemäß einem Ziel-Aufteilungsfaktor auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt wird. Es wird hingegen nicht einfach ohne weitere Prüfung in beiden Einspritzpfaden die Kraftstoffmenge gleichermaßen erhöht, wenngleich dies als Sonderfall weiterhin auftreten kann.Starting from a current distribution factor as an initial distribution factor for an initial fuel quantity, it is proposed that if a mixture in the internal combustion engine is to be enriched, for example due to pre-ignition, the fuel quantity to be metered is increased to the target fuel quantity and according to a target -Apportionment factor is divided between intake manifold injection and direct injection. However, the amount of fuel is not simply increased equally in both injection paths without further testing, although this can still occur as a special case.

Es wird also ermöglicht, zu entscheiden zu welchen Anteilen auf die einzelnen Einspritzpfade eingegriffen werden soll, um die bestmögliche Kühlwirkung des Brennraums unter zu Hilfenahme eines minimalen Kraftstoffeinsatz zu erzielen. Damit verbundenen ist eine Reduzierung des Kohlenstoffdioxid-Ausstoßes.This makes it possible to decide to what extent the individual injection paths should be intervened in order to achieve the best possible cooling effect of the combustion chamber using minimal fuel. This is associated with a reduction in carbon dioxide emissions.

Dies kann z.B. bedeuten, dass gemäß dem Ziel-Aufteilungsfaktor der Anteil der Saugrohreinspritzung erhöht wird, oder auch, dass gemäß dem Ziel-Aufteilungsfaktor der Anteil der Direkteinspritzung erhöht wird. Dies kann insbesondere auch bedeuten, dass der Ziel-Aufteilungsfaktor derart gewählt wird, dass die zusätzlich zuzumessende Kraftstoffmenge durch nur eine von Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung bereitgestellt wird, z.B. durch Erhöhung der betreffenden Einspritzdauer. Der jeweils andere Einspritzpfad kann dabei unverändert bleiben. Damit kann z.B. verhindert werden, dass beim aktuellen Betrieb die Vorteile des einen oder es anderen Einspritzpfades möglichst erhalten bleiben. Typischerweise kann mit der Erhöhung des Direkteinspritzungsmenge der Vorentflammung besser begegnet werden, da der Kühlungseffekt dieser Einspritzung besser ist als jener der Sagrohreinspritzung.This can mean, for example, that the proportion of intake manifold injection is increased according to the target distribution factor, or that the proportion of direct injection is increased according to the target distribution factor. In particular, this can also mean that the target distribution factor is selected such that the additional amount of fuel to be metered is provided by only one of intake manifold injection and direct injection, for example by increasing the relevant injection duration. The other injection path can remain unchanged. This can, for example, prevent the advantages of one or the other injection path from being retained as much as possible during current operation. Typically, by increasing the direct injection quantity, pre-ignition can be better addressed, since the cooling effect of this injection is better than that of the sag tube injection.

Wie genau die Änderung des Aufteilungsfaktors vorgegeben wird, kann insbesondere das Koordinieren der Maßnahme auf den Lambdapfad und Anpassung auf dem Aufteilungspfad (Direkteinspritzung zu Saugrohreinspritzung) erfolgen.How exactly the change in the distribution factor is specified can, in particular, coordinate the measure on the lambda path and adapt it to the distribution path (direct injection to intake manifold injection).

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer kann die zuzumessende Kraftstoffmenge wieder auf die Ausgangs-Kraftstoffmenge reduziert und gemäß dem Ausgangs-Aufteilungsfaktor auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt werden.After a predetermined period of time has elapsed, the amount of fuel to be metered can be reduced again to the initial fuel amount and divided into the intake manifold injection and the direct injection according to the initial distribution factor.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.A computing unit according to the invention, for example a control unit of a motor vehicle, is set up, in particular in terms of programming, to carry out a method according to the invention.

Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. 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. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.The implementation of a method according to the invention in the form of a computer program or computer program product with program code for carrying out all method steps is also advantageous because this causes particularly low costs, especially if an executing control device is used for additional tasks and is therefore present anyway. Finally, a machine-readable storage medium is provided with a computer program stored thereon as described above. Suitable storage media or data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.). Such a download can be wired or wired or wireless (e.g. via a WLAN network, a 3G, 4G, 5G or 6G connection, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawing.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

  • 1a und 1b zeigen schematisch zwei Brennkraftmaschinen, bei denen ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. 1a and 1b show schematically two internal combustion engines in which a method according to the invention can be carried out.
  • 2 zeigt schematisch einen Zylinder einer Brennkraftmaschine, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. 2 shows schematically a cylinder of an internal combustion engine in which a method according to the invention can be carried out.
  • 3 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. 3 shows a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment(s) of the invention

In 1a ist schematisch und vereinfacht eine Brennkraftmaschine 100 gezeigt, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. Beispielhaft weist die Brennkraftmaschine 100 vier Brennräume 103 und ein Saugrohr 106 auf, welches an jeden der Brennräume 103 angeschlossen ist.In 1a an internal combustion engine 100 is shown schematically and in simplified form, in which a method according to the invention can be carried out. By way of example, the internal combustion engine 100 has four combustion chambers 103 and an intake manifold 106, which ches is connected to each of the combustion chambers 103.

Das Saugrohr 106 weist dabei für jeden Brennraum 103 einen ersten Kraftstoffinjektor 107 auf, der in dem jeweiligen Abschnitt des Saugrohrs kurz vor dem Brennraum angeordnet ist. Die ersten Kraftstoffinjektoren 107 dienen somit einer Saugrohreinspritzung. Weiterhin weist jeder Brennraum 103 einen zweiten Kraftstoffinjektor 111 für eine Direkteinspritzung auf.The intake manifold 106 has a first fuel injector 107 for each combustion chamber 103, which is arranged in the respective section of the intake manifold just before the combustion chamber. The first fuel injectors 107 thus serve for intake manifold injection. Furthermore, each combustion chamber 103 has a second fuel injector 111 for direct injection.

In 1b ist schematisch und vereinfacht eine weitere Brennkraftmaschine 200 gezeigt, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. Beispielhaft weist die Brennkraftmaschine 100 vier Brennräume 103 und ein Saugrohr 206 auf, welches an jeden der Brennräume 103 angeschlossen ist.In 1b A further internal combustion engine 200 is shown schematically and in simplified form, in which a method according to the invention can be carried out. By way of example, the internal combustion engine 100 has four combustion chambers 103 and an intake manifold 206, which is connected to each of the combustion chambers 103.

Das Saugrohr 206 weist dabei für alle Brennräume 103 einen gemeinsamen ersten Kraftstoffinjektor 207 auf, der im Saugrohr z.B. kurz nach einer hier nicht gezeigten Drosselklappe angeordnet ist. Der erste Kraftstoffinjektor 207 dient somit einer Saugrohreinspritzung. Weiterhin weist jeder Brennraum 103 einen zweiten Kraftstoffinjektor 111 für eine Direkteinspritzung.The intake pipe 206 has a common first fuel injector 207 for all combustion chambers 103, which is arranged in the intake pipe, for example, shortly after a throttle valve, not shown here. The first fuel injector 207 is therefore used for intake manifold injection. Furthermore, each combustion chamber 103 has a second fuel injector 111 for direct injection.

Beide gezeigten Brennkraftmaschinen 100 und 200 verfügen somit über ein sog. Dualsystem, d.h. über Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung. Der Unterschied besteht lediglich in der Art der Saugrohreinspritzung. Während z.B. die in 1a gezeigte Saugrohreinspritzung eine Kraftstoffzumessung individuell für jeden Brennraum erlaubt, wie dies z.B. für höherwertige Brennkraftmaschinen verwendet werden kann, ist die in 1b gezeigte Saugrohreinspritzung einfacher in ihrem Aufbau und ihrer Ansteuerung. Bei den beiden gezeigten Brennkraftmaschinen kann es sich insbesondere um Ottomotoren handeln.Both internal combustion engines 100 and 200 shown therefore have a so-called dual system, ie intake manifold injection and direct injection. The only difference is the type of intake manifold injection. While, for example, the in 1a The intake manifold injection shown allows fuel metering individually for each combustion chamber, as can be used for higher-quality internal combustion engines, for example 1b The intake manifold injection shown is simpler in its structure and control. The two internal combustion engines shown can in particular be gasoline engines.

In 2 ist ein Zylinder 102 der Brennkraftmaschine 100 schematisch und vereinfacht, jedoch detaillierter als in 1a dargestellt. Der Zylinder 102 hat einen Brennraum 103, der durch Bewegung eines Kolbens 104 vergrößert oder verkleinert wird. Bei der vorliegenden Brennkraftmaschine kann es sich insbesondere um einen Ottomotor handeln.In 2 is a cylinder 102 of the internal combustion engine 100 schematically and simplified, but in more detail than in 1a shown. The cylinder 102 has a combustion chamber 103, which is enlarged or reduced by moving a piston 104. The present internal combustion engine can in particular be a gasoline engine.

Der Zylinder 102 weist ein Einlassventil 105 auf, um Luft oder ein Luft-Kraftstoffgemisch in den Brennraum 103 einzulassen. Die Luft wird über das Saugrohr 106 eines Luftzuführungssystems zugeführt, an dem sich der erste Kraftstoffinjektor 107 befindet. Angesaugte Luft wird über das Einlassventil 105 in den Brennraum 103 des Zylinders 102 eingelassen. Eine Drosselklappe 112 in dem Luftzuführungssystem dient zum Einstellen des erforderlichen Luftmassenstroms in den Zylinder 102.The cylinder 102 has an intake valve 105 to admit air or an air-fuel mixture into the combustion chamber 103. The air is supplied via the suction pipe 106 of an air supply system on which the first fuel injector 107 is located. Sucked air is admitted into the combustion chamber 103 of the cylinder 102 via the inlet valve 105. A throttle valve 112 in the air supply system serves to adjust the required air mass flow into the cylinder 102.

Die Brennkraftmaschine kann mit einer Saugrohreinspritzung betrieben werden. Mit Hilfe des ersten Kraftstoffinjektors 107 wird bei dieser Saugrohreinspritzung Kraftstoff in das Saugrohr 106 eingespritzt, so dass sich dort ein Luft-Kraftstoffgemisch bildet, das über das Einlassventil 105 in den Brennraum 103 des Zylinders 102 eingelassen wird.The internal combustion engine can be operated with intake manifold injection. With the help of the first fuel injector 107, fuel is injected into the intake pipe 106 during this intake manifold injection, so that an air-fuel mixture is formed there, which is admitted into the combustion chamber 103 of the cylinder 102 via the inlet valve 105.

Die Brennkraftmaschine kann auch mit einer Direkteinspritzung betrieben werden. Zu diesem Zweck ist der zweite Kraftstoffinjektor 111 an dem Zylinder 102 angebracht, um Kraftstoff direkt in den Brennraum 103 einzuspritzen. Bei dieser Direkteinspritzung wird das zur Verbrennung benötigte Luft-Kraftstoffgemisch direkt im Brennraum 103 des Zylinders 102 gebildet.The internal combustion engine can also be operated with direct injection. For this purpose, the second fuel injector 111 is attached to the cylinder 102 to inject fuel directly into the combustion chamber 103. With this direct injection, the air-fuel mixture required for combustion is formed directly in the combustion chamber 103 of the cylinder 102.

Der Zylinder 102 ist weiterhin mit einer Zündeinrichtung 110 versehen, um zum Starten einer Verbrennung in dem Brennraum 103 einen Zündfunken zu erzeugen.The cylinder 102 is further provided with an ignition device 110 to generate an ignition spark to start combustion in the combustion chamber 103.

Verbrennungsabgase werden nach einer Verbrennung aus dem Zylinder 102 über einen Abgasabführungsabschnitt 108 ausgestoßen. Das Ausstoßen erfolgt abhängig von der Öffnung eines Auslassventils 109, das ebenfalls an dem Zylinder 102 angeordnet ist. Ein- und Auslassventile 105, 109 werden geöffnet und geschlossen, um einen Viertaktbetrieb der Brennkraftmaschine 100 in bekannter Weise auszuführen.Combustion exhaust gases are expelled from the cylinder 102 via an exhaust gas discharge section 108 after combustion. The ejection occurs depending on the opening of an exhaust valve 109, which is also arranged on the cylinder 102. Intake and exhaust valves 105, 109 are opened and closed to carry out four-stroke operation of the internal combustion engine 100 in a known manner.

Die Brennkraftmaschine 100 kann mit Direkteinspritzung, mit Saugrohreinspritzung oder in einem Mischbetrieb betrieben werden. Dies ermöglicht die Wahl der jeweils optimalen Betriebsart zum Betreiben der Brennkraftmaschine 100 abhängig von dem momentanen Betriebspunkt. So kann die Brennkraftmaschine 100 beispielsweise in einem Saugrohreinspritzungsbetrieb betrieben werden, wenn sie bei niedriger Drehzahl und niedriger Last betrieben wird, und sie kann in einem Direkteinspritzungsbetrieb betrieben werden, wenn sie mit hoher Drehzahl und hoher Last betrieben wird. Über einen großen Betriebsbereich hinweg ist es jedoch sinnvoll, die Brennkraftmaschine 100 in einem Mischbetrieb zu betreiben, bei dem die dem Brennraum 103 zuzuführende Kraftstoffmenge anteilig durch Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung zugeführt wird. Die Aufteilung der insgesamt zuzumessenden Kraftstoffmenge auf Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung wird dabei durch einen Aufteilungsfaktor vorgegeben.The internal combustion engine 100 can be operated with direct injection, with intake manifold injection or in a mixed operation. This makes it possible to choose the optimal operating mode for operating the internal combustion engine 100 depending on the current operating point. For example, the internal combustion engine 100 may operate in a port injection mode when operating at low speed and low load, and may operate in a direct injection mode when operating at high speed and high load. However, over a large operating range, it makes sense to operate the internal combustion engine 100 in a mixed operation, in which the amount of fuel to be supplied to the combustion chamber 103 is supplied proportionately by intake manifold injection and direct injection. The distribution of the total amount of fuel to be metered between intake manifold injection and direct injection is determined by a distribution factor.

Weiterhin ist eine als Steuergerät oder Motorsteuergerät ausgebildete Recheneinheit 115 zum Steuern der Brennkraftmaschine 100 vorgesehen. Das Steuergerät 115 kann die Brennkraftmaschine 100 in der Direkteinspritzung, der Saugrohreinspritzung oder dem Mischbetrieb betreiben.Furthermore, a computing unit 115 designed as a control unit or engine control unit is provided for controlling the internal combustion engine 100. The control unit 115 can operate the internal combustion engine 100 in direct injection, intake manifold injection or mixed operation.

Die in Bezug auf 2 näher erläuterte Funktionsweise der Brennkraftmaschine 100 lässt sich auch auf die Brennkraftmaschine 200 übertragen, nur mit dem Unterschied, dass für alle Brennräume bzw. Zylinder nur ein gemeinsamer Kraftstoffinjektor vorgesehen ist. Bei einer Saugrohreinspritzung bzw. bei einem Mischbetrieb wird daher der einzige Kraftstoffinjektor im Saugrohr dauerhaft angesteuert.The in relation to 2 The functioning of the internal combustion engine 100, explained in more detail, can also be transferred to the internal combustion engine 200, only with the difference that only one common fuel injector is provided for all combustion chambers or cylinders. During intake manifold injection or mixed operation, the only fuel injector in the intake manifold is therefore permanently activated.

In 3 ist ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform schematisch dargestellt. Hierzu ist ein Zeitablauf t gezeigt. Zu einem Zeitpunkt t0 wird z.B. vom Motorsteuergerät 115 ein Ausgangs-Aufteilungsfaktor A eingestellt, d.h. die Kraftstoffzumessung für die Brennkraftmaschine mit Ausgangs-Kraftstoffmenge M1 wird gemäß dem Ausgangs-Aufteilungsfaktor A auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt. Dies kann je nach aktueller Betriebssituation erfolgen, z.B. kann die Aufteilung 50% für jede Einspritzart sein. Dieser Aufteilungsfaktor kann dabei über einen längeren Zeitraum hinweg eingestellt bleiben, z.B. bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit auf ebener Strecke.In 3 a sequence of a method according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment. A time sequence t is shown for this purpose. At a time t 0 , for example, an output distribution factor A is set by the engine control unit 115, ie the fuel metering for the internal combustion engine with initial fuel quantity M 1 is divided into the intake manifold injection and the direct injection according to the output distribution factor A. This can be done depending on the current operating situation, for example the distribution can be 50% for each type of injection. This distribution factor can remain set over a longer period of time, for example when driving at a constant speed on a flat route.

Zu einem Zeitpunkt t1 wird nun eine Information I erhalten, dass eine Vorentflammung erkannt worden ist und eine Anfettung des Gemisches erfolgen soll. Kurz danach, zum Zeitpunkt t2, wird vom Motorsteuergerät 115 ein Ziel-Aufteilungsfaktor Z eingestellt und dabei die zuzumessende Kraftstoffmenge auf eine Ziel-Kraftstoffmenge M2 erhöht, d.h. die Kraftstoffzumessung für die Brennkraftmaschine wird gemäß dem Ziel-Aufteilungsfaktor Z auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt. So wird, z.B. je nach einem Kriterium K, der Anteil der Direkteinspritzung an der Kraftstoffzumessung für die Brennkraftmaschine auf z.B. 60%, erhöht. Dabei wird dann z.B. die zusätzlich wegen der Anfettung nötige Kraftstoffmenge (Kraftstoffmehrmenge, Differenz zwischen Ziel- und Ausgangs-Kraftstoffmenge) nur durch die Direkteinspritzung aufgebracht. Die von der Saugrohreinspritzung einzubringende Kraftstoffmenge kann hingegen gleichbleiben (auch wenn deren Anteil dann nur noch 40% beträgt). Je nach Erfordernis und ggf. Kriterium kann die Aufteilung aber auch anders erfolgen.At a time t 1 , information I is now received that pre-ignition has been detected and the mixture should be enriched. Shortly thereafter, at time t 2 , a target distribution factor Z is set by the engine control unit 115 and the amount of fuel to be metered is increased to a target fuel quantity M 2 , that is, the fuel metering for the internal combustion engine is based on the target distribution factor Z on the intake manifold injection and the Direct injection divided. For example, depending on a criterion K, the proportion of direct injection in the fuel metering for the internal combustion engine is increased to, for example, 60%. For example, the additional amount of fuel required due to the enrichment (extra fuel amount, difference between the target and initial fuel amount) is then only applied through direct injection. However, the amount of fuel to be introduced by the intake manifold injection can remain the same (even if its proportion is then only 40%). Depending on the requirements and possible criteria, the division can also be done differently.

Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, hier zum Zeitpunkt t3, wird vom Motorsteuergerät 115 wieder der Ausgangs-Aufteilungsfaktor A eingestellt, und zudem die Kraftstoffmenge wieder auf den zuvor verwendeten Wert der Ausgangs-Kraftstoffmenge M1 reduziert.After a predetermined period of time, here at time t 3 , the output distribution factor A is set again by the engine control unit 115 and the fuel quantity is also reduced again to the previously used value of the initial fuel quantity M 1 .

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (100, 200), bei der eine Saugrohreinspritzung und eine Direkteinspritzung vorgesehen sind, wobei eine für den Betrieb der Brennkraftmaschine zuzumessende Kraftstoffmenge als Ausgangs-Kraftstoffmenge (M1) gemäß einem Ausgangs-Aufteilungsfaktor (A) auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt ist, wobei, wenn eine Anfettung eines Gemisches in der Brennkraftmaschine (100, 200) erfolgen soll, die zuzumessende Kraftstoffmenge auf eine Ziel-Kraftstoffmenge (M2) erhöht und gemäß einem Ziel-Aufteilungsfaktor (Z) auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt wird.Method for operating an internal combustion engine (100, 200), in which an intake manifold injection and a direct injection are provided, wherein an amount of fuel to be metered for the operation of the internal combustion engine is applied to the intake manifold injection as an initial fuel amount (M 1 ) according to an initial distribution factor (A) and the direct injection is divided, whereby if a mixture in the internal combustion engine (100, 200) is to be enriched, the amount of fuel to be metered is increased to a target fuel amount (M 2 ) and according to a target distribution factor (Z) to the intake manifold injection and the Direct injection is divided. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei Vorliegen eines ersten Kriteriums gemäß dem Ziel-Aufteilungsfaktor (Z) der Anteil der Saugrohreinspritzung erhöht wird.Procedure according to Claim 1 , whereby if a first criterion is present, the proportion of intake manifold injection is increased according to the target distribution factor (Z). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei Vorliegen eines zweiten Kriteriums gemäß dem Ziel-Aufteilungsfaktor (Z) der Anteil der Direkteinspritzung erhöht wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , whereby if a second criterion is present, the proportion of direct injection is increased according to the target distribution factor (Z). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ziel-Aufteilungsfaktor (Z) derart gewählt wird, dass die zusätzlich zuzumessende Kraftstoffmenge durch nur eine von Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung bereitgestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the target distribution factor (Z) is selected such that the additional fuel quantity to be metered is provided by only one of intake manifold injection and direct injection. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer wieder die Ausgangs-Kraftstoffmenge (M1) verwendet wird, die gemäß dem Ausgangs-Aufteilungsfaktor (A) auf die Saugrohreinspritzung und die Direkteinspritzung aufgeteilt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein after a predetermined period of time the initial fuel quantity (M 1 ) is used again, which is divided into the intake manifold injection and the direct injection according to the initial distribution factor (A). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anfettung eines Gemisches in der Brennkraftmaschine (100, 200) erfolgen soll, wenn eine Vorentflammung in der Brennkraftmaschine erkannt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the enrichment of a mixture in the internal combustion engine (100, 200) should take place when a pre-ignition in the internal combustion engine is detected. Verfahren nach 6, wobei die Vorentflammung basierend auf wenigstens einem der folgenden Sensorsignale erkannt wird: Brennraumdrucksensor, Klopfsensor, Drehzahlsensor, lonenstromsensor, Brennraumtemperatursensor, Abgas-Lambdasensor, Abgastemperatursensor.Method according to 6, wherein the pre-ignition is detected based on at least one of the following sensor signals: combustion chamber pressure sensor, knock sensor, speed sensor, ion current sensor, combustion chamber temperature sensor, exhaust lambda sensor, exhaust temperature sensor. Recheneinheit (115), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Computing unit (115), which is set up to carry out all method steps of a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (115) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (115) ausgeführt wird.Computer program that causes a computing unit (115) to carry out all procedural steps of a method according to one of the Claims 1 until 7 to be carried out when it is executed on the computing unit (115). Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.Machine-readable storage medium with a computer program stored on it Claim 9 .
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