DE19643755A1

DE19643755A1 - Regelung der Menge des zuerst gezündeten Luft- Kraftstoff-Gemischs

Info

Publication number: DE19643755A1
Application number: DE19643755A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Schwarz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 1998-04-30

Description

Die Erfindung betrifft die Regelung der Zündleistung zur sicheren Zündung von mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen in einem Verbrennungsmotor.

Bei einer derartigen Regelung der Zündleistung wird die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Gemischs mit variiert, so daß das noch nicht entzündete Luft-Kraftstoff-Ge misch ebenfalls sicher zündet und sauber durchbrennt und so der Verbrennungsablauf optimiert wird.

Es ist bekannt das Luft-Kraftstoff-Gemisch λ = 0,3-1,5 eines Ottomotors durch einen Funken zu zünden, welcher beim Überschlag einer Hochspannung an den Elektroden ent steht. Zur Zündung magerer Luft-Kraftstoff-Gemische λ < 1,5 ist der Zündfunke üblicher Zündkerzen zu klein und nicht leistungsfähig genug. Der Zündfunke erfaßt einfach zu wenig von dem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch, um eine sichere Zündung und saubere Verbrennung zu gewährleisten. Teilweise wird der gezündete Bereich durch den bei der Zündung ent stehenden Luftwirbel wieder ausgeblasen. Die Variation der Zündleistung von 20 µsec auf 2 msec Impulslänge durch verschiedene Zündspulen, verändert die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Gemischs nicht.

Die Fa. Alpha Romeo verwendet bei einigen Motoren zwei Zünd kerzen im selben Brennraum, weil die Zündwirkung einer üblichen Zündkerze auch bei Luft-Kraftstoff-Gemischen von λ = 1 unbefriedigend ist.

Es ist ferner bekannt, ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch λ < 1,5 dadurch zu zünden, indem nur im Bereich der Zünd kerze ein Luft-Kraftstoff-Gemisch von λ ≈ 1 erzeugt wird, das durch Nachspritzen von etwas Kraftstoff oder Schicht ladung entsteht und damit das restliche, magere Luft- Kraftstoff-Gemisch sicher zündet, DE-AS 11 50 243. Auch hier wird die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Ge mischs nicht variiert.

Es ist ferner bekannt die Zündung durch einen sich bewegen den Gleitfunken vorzunehmen, DE 196 07 654. Zur Zündung kann auch ein Laserstrahl verwendet werden. Dabei kann die Zünd leistung so groß gemacht werden, daß das gesamte Luft-Kraft stoff-Gemisch eines Brennraums im selben Augenblick gezündet wird.

Im Ottomotor wird zwar der Zündzeitpunkt entlang der Klopf grenze geregelt, die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraft stoff-Gemischs bleibt jedoch bei der Regelung unberücksich tigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde auch magere Luft- Kraftstoff-Gemische sicher zu zünden und deren Verbrennungs ablauf zu optimieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Gemischs in Abhängigkeit des gemessenen Verbrennungsablaufs geregelt und optimiert wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß durch die Regelung der Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Gemischs ein gleichbleibender Verbrennungsablauf unter allen Betriebsbedingungen gewähr leistet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die computergesteuerte Motorsteuerung 1, welche die erste Zündmenge 2 (Menge des zuerst gezündeten Luft- Kraftstoff-Gemischs) und die nächste Zündmenge 3 in Abhängig keit des Verbrennungsablaufs 4 bestimmt und regelt. Läuft die Verbrennung zu langsam ab, so wird die nächste Zündmenge 3 z. B. vergrößert und damit die Verbrennung 3 insgesamt beschleunigt. Dies geschieht solange bis die Verbrennung optimal abläuft. Die Werte der Zündmengen verschiedener Betriebszustände werden für den späteren Bedarf gespeichert. Für die Messung des Verbrennungsablaufs 4 kann z. B. der vor handene Klopfsensor 5 verwendet werden. Die computergesteu erte Motorsteuerung 1 teilt dem Motor den Zündzeitpunkt und die Kraftstoffmenge bei jeder neuen Verbrennung zu und regelt sie mit der λ-Sonde 6 in Abhängigkeit von den Abgaswerten. Der Motor kann dabei mit Vollast und λ = 1 mit geregelten 3-Wege-Katalysator arbeiten oder bei Teillast mit λ < 1,5 als Magermotor arbeiten. Die Umschaltung von Vollast auf Teillast mit gleichzeitiger Umschaltung des 3-Wege-Katalysa tors vom geregelten auf den ungeregelten Betrieb erfolgt durch die Motorsteuerung selbsttätig.

Bei der Verwendung eines rotierenden Gleitfunkens zur Zündung des Motors wird die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraft stoff-Gemischs durch die Dauer des Gleitfunkens gesteuert. Die Motorsteuerung 1 bestimmt den Beginn des Gleitfunkens und dessen Ende. Der großflächige, rotierende Gleitfunken wirkt dabei wie eine extrem heiße, elektronisch ein- und ausge schaltete Glühkopfzündung.

Fig. 2 zeigt wie der Laserstrahl 7 der Laserzündung 8 im Brennraum 9 reflektiert wird. Bei höchster Intensität der Laserzündung 8 würde das Luft-Kraftstoff-Gemisch im gesamten Brennraum 9 gleichzeitig gezündet. Dies würde zu einer uner wünscht schnellen Verbrennung im Brennraum 9 mit hohem Verbrennungsdruck führen. Wird die Intensität und die Dauer der Laserzündung 8 gedrosselt, so wird bedingt durch die Reflexionsverluste des Laserstrahls 7 nur noch ein Teil des Luft-Kraftstoff-Gemisches des Brennraums 9 gezündet. Das zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Gemischs wird durch die Intensität und Dauer der Laserzündung 8 in Abhängigkeit des Verbrennungsablaufs bezüglich seiner Menge geregelt. Die Laserzündung ist ohne diese Regelung im praktischen Betrieb nicht verwendbar, weil die Reflexionen im Brennraum infolge von Verschmutzungen stark schwanken.

Claims

1. Ottomotor mit oder ohne Abgasreinigung, Aufladung, Regelung des Zündzeitpunktes entlang der Klopfgrenze unter Berücksichtigung von Luftmenge, Drehzahl, Temperatur, wobei Einspritzmenge, Zündzeitpunkt und Ladedruck von einem Motorsteuergerät in Abhängig keit der Betriebsdaten bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Ge mischs in Abhängigkeit des gemessenen Verbrennungs ablaufs geregelt und optimiert wird.

2. Ottomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsablauf jedes Brennraumes, Zylinders mit einem Sensor, z. B. mit dessen Klopf sensor, gemessen wird und die Motorsteuerung aus diesem Verbrennungsablauf für die nächst folgende Verbrennung die optimale Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraftstoff-Gemisch bestimmt.

3. Ottomotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsablauf jedes Zylinders gemessen wird und die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraft stoff-Gemischs mit Hilfe der Zündung variiert wird.

4. Ottomotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraft stoff-Gemischs durch die Dauer der vorgenommenen Zündung, z. B. einem rotierenden Gleitfunken, geregelt wird.

5. Ottomotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Menge des zuerst gezündeten Luft-Kraft stoff-Gemischs durch die Intensität und/oder Dauer der vorgenommenen Zündung, z. B. einer Laserzündung, geregelt wird.