DE19958465C2 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei
dem Kraftstoff in einem Schichtbetrieb während einer
Verdichtungsphase in einen Brennraum eingespritzt wird, und
bei dem in dem Schichtbetrieb eine Einspritzdauer in
Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen einem auf den
Kraftstoff einwirkenden Kraftstoffdruck und einem in dem
Brennraum vorhandenen Brennraumdruck ermittelt wird. Die
Erfindung betrifft ebenfalls eine entsprechende
Brennkraftmaschine sowie ein entsprechendes Steuergerät für
eine derartige Brennkraftmaschine.
Ein derartiges Verfahren, eine derartige Brennkraftmaschine
und ein derartiges Steuergerät sind von sogenannten Benzin-
Direkteinspritzungen z. B. aus den deutschen
Offenlegungsschriften DE 196 45 715 A1 oder DE 42 21 091 A1
bekannt. Dort wird Kraftstoff in einem Homogenbetrieb
während der Ansaugphase oder in einem Schichtbetrieb
während der Verdichtungsphase in den Brennraum der
Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Homogenbetrieb ist
vorzugsweise für den Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine
vorgesehen, während der Schichtbetrieb für den Leerlauf-
und Teillastbetrieb geeignet ist.
Bei der DE 19 64 571 A1 wird die in den Brennraum
einzuspritzende Kraftstoffmasse in Abhängigkeit von der an
der Brennkraftmaschine anliegenden Last und von sonstigen
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine von dem Steuergerät
berechnet. Diese einzuspritzende Kraftstoffmasse wird in
eine Basis-Einspritzdauer umgerechnet, die unter
stationären Bedingungen der einzuspritzenden
Kraftstoffmasse entsprechen würde. Aufgrund der sich
ändernden Druckverhältnisse bei geöffnetem Einspritzventil
kann jedoch nicht von stationären Bedingungen ausgegangen
werden. In einem weiteren Rechenschritt wird deshalb die
Basis-Einspritzdauer in Abhängigkeit von der Druckdifferenz
zwischen dem Brennraumdruck und dem Kraftstoffdruck in eine
korrigierte Einspritzdauer umgerechnet. Mit dieser
korrigierten Einspritzdauer wird dann das Einspritzventil
der Brennkraftmaschine angesteuert.
Diese Vorgehensweise bei der Ermittlung der Einspritzdauer
erfordert einen hohen Rechenaufwand des Steuergerät und ist
des Weiteren physikalisch nicht genau.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem mit einem
möglichst geringen Rechenaufwand eine möglichst genaue
Einspritzdauer ermittelt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein
mittlerer Kraftstoffdruck von einem einem
Kraftstoffspeicher zugeordneten Drucksensor gemessen wird.
Bei einer Brennkraftmaschine und einem Steuergerät der
eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß
entsprechend gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Messung des mittleren
Kraftstoffdrucks ist es nicht mehr erforderlich, die
berechnete Einspritzdauer in zusätzlichen Rechenschritten
zu korrigieren. Die für diese Korrektur bisher
erforderliche Beobachtung der Druckdifferenz zwischen dem
Kraftstoffdruck und dem Brennraumdruck und der damit
verbundene Rechenaufwand sind nicht mehr notwendig.
Insgesamt ist es bei der Erfindung möglich, sämtliche
Berechnungen für die Ermittlung der Einspritzdauer auf der
Grundlage des mittleren Kraftstoffdrucks durchzuführen.
Dies stellt eine wesentliche Vereinfachung der Berechnungen
und damit eine weitgehende Rechenzeiteinsparung dar.
Gleichzeitig ist es bei der erfindungsgemäßen Messung des
mittleren Kraftstoffdrucks und bei dessen Verwendung für
die weitere Steuerung und/oder Regelung der
Brennkraftmaschine möglich, sämtliche wesentlichen
Einflussgrößen ausreichend zu berücksichtigen, so dass mit
der Erfindung eine hohe Genauigkeit bei der Berechnung der
Einspritzdauer erreicht wird.
Gemäß der Erfindung wird der mittlere Kraftstoffdruck mit
Hilfe eines einem Kraftstoffspeicher zugeordneten
Drucksensors gemessen. Ein derartiger Drucksensor ist
üblicherweise bereits vorhanden, so dass hierdurch kein
zusätzlicher Bauteileaufwand entsteht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung wird der auf den Kraftstoff einwirkende
Kraftstoffdruck auf den mittleren Kraftstoffdruck gesteuert
und/oder geregelt. Damit wird gewährleistet, dass der
mittlere Kraftstoffdruck, der erfindungsgemäß bei der
Berechnung der Einspritzdauer verwendet wird, im
Wesentlichen konstant bleibt. Damit wird die Genauigkeit
der Berechnung der Einspritzdauer wesentlich erhöht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kraftstoffdruck
derart gesteuert und/oder geregelt wird, dass der mittlere
Kraftstoffdruck in der Mitte der Einspritzung vorhanden
ist. Auch hierdurch wird die Genauigkeit der Erfindung
verbessert.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
wird der Brennraumdruck auf der Grundlage eines Modells
ermittelt. Dies kann vorzugsweise auf der Grundlage einer
polytropen Verdichtung durchgeführt werden. Dabei kann es
zweckmäßig sein, wenn ein Saugrohrdruck insbesondere mit
Hilfe eines einem Ansaugrohr zugeordneten Drucksensors
ermittelt wird. Alternativ dazu kann der Saugrohrdruck auch
mit Hilfe eines entsprechenden Modells aus den
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird
die Einspritzdauer in Abhängigkeit von dem mittleren
Kraftstoffdruck, dem Brennraumdruck und einer
einzuspritzenden Kraftstoffmasse ermittelt. Dies stellt
eine berechnungsweise dar, die einen äußerst geringen
Rechenaufwand aufweist und damit besonders schnell von dem
Steuergerät durchgeführt werden kann. Es ist damit
erfindungsgemäß möglich, die einzuspritzende
Kraftstoffmasse besonders schnell und trotzdem äußerst
genau in die zugehörige Einspritzdauer umzurechnen.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines
Steuerelements, das für ein Steuergerät einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein
Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät,
insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem
Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass
dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher
Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen
Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement
kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur
Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory oder
ein Flash-Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren
der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle
beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in
beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den
Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung
bzw. in der Zeichnung.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine, und
Fig. 2 zeigt einen schematischen Ablaufplan eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine
der Fig. 1.
In der Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines
Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem
Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit
einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den
Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6
begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7
und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6
ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den
Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in
den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10
kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11
untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar
ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der
Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist
ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der
durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase
dient.
Von dem Abgasrohr 8 führt eine Abgasrückführrohr 13 zurück
zu dem Ansaugrohr 7. In dem Abgasrückführrohr 13 ist ein
Abgasrückführventil 14 untergebracht, mit dem die Menge des
in das Ansaugrohr 7 rückgeführten Abgases eingestellt
werden kann. Das Abgasrückführrohr 13 und das
Abgasrückführventil 14 bilden eine sogenannte
Abgasrückführung, die als solche vorhanden sein kann,
jedoch nicht zwingend vorhanden sein muss.
Von einem Kraftstofftank 15 führt eine
Tankentlüftungsleitung 16 zu dem Ansaugrohr 7. In der
Tankentlüftungsleitung 16 ist ein Tankentlüftungsventil 17
untergebracht, mit dem die Menge des dem Ansaugrohr 7
zugeführten Kraftstoffdampfes aus dem Kraftstofftank 15
einstellbar ist. Die Tankentlüftungsleitung 16 und das
Tankentlüftungsventil 17 bilden eine sogenannte
Tankentlüftung, die als solche vorhanden sein kann, jedoch
nicht zwingend vorhanden sein muss.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in
dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die
auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und
auf diese ein Drehmoment ausübt.
Ein Steuergerät 18 ist von Eingangssignalen 19
beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen
der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das
Steuergerät 18 mit einem Luftmassensensor, einem Lambda-
Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des
Weiteren ist das Steuergerät 18 mit einem Fahrpedalsensor
verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines
von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das
angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 18 erzeugt
Ausgangssignale 20, mit denen über Aktoren bzw. Stellern
das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden
kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit dem
Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drosselklappe
11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren
Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerät 18 dazu vorgesehen, die
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder
zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil
9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem
Steuergerät 18 insbesondere im Hinblick auf einen geringen
Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe
Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu
diesem Zweck ist das Steuergerät 18 mit einem
Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium,
insbesondere in einem Flash-Memory ein Programm
abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte
Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Die Brennkraftmaschine 1 der Fig. 1 kann in einer Mehrzahl
von Betriebsarten betrieben werden. So ist es möglich, die
Brennkraftmaschine 1 in einem Homogenbetrieb, einem
Schichtbetrieb, einem homogenen Magerbetrieb und
dergleichen zu betreiben.
Im Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der
Ansaugphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den
Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Der
Kraftstoff wird dadurch bis zur Zündung noch weitgehend
verwirbelt, so dass im Brennraum 4 ein im Wesentlichen
homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht. Das zu
erzeugende Moment wird dabei im Wesentlichen über die
Stellung der Drosselklappe 11 von dem Steuergerät 18
eingestellt. Im Homogenbetrieb werden die Betriebsgrößen
der Brennkraftmaschine 1 derart gesteuert und/oder
geregelt, dass Lambda gleich Eins ist. Der Homogenbetrieb
wird insbesondere bei Vollast angewendet.
Der homogene Magerbetrieb entspricht weitgehend dem
Homogenbetrieb, es wird jedoch das Lambda auf einen Wert
kleiner Eins eingestellt.
Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der
Verdichtungsphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den
Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Damit
ist bei der Zündung durch die Zündkerze 10 kein homogenes
Gemisch im Brennraum 4 vorhanden, sondern eine
Kraftstoffschichtung. Die Drosselklappe 11 kann, abgesehen
von Anforderungen z. B. der Abgasrückführung und/oder der
Tankentlüftung, vollständig geöffnet und die
Brennkraftmaschine 1 damit entdrosselt betrieben werden.
Das zu erzeugende Moment wird im Schichtbetrieb weitgehend
über die Kraftstoffmasse eingestellt. Mit dem
Schichtbetrieb kann die Brennkraftmaschine 1 insbesondere
im Leerlauf und bei Teillast betrieben werden.
Zwischen den genannten Betriebsarten der Brennkraftmaschine
1 kann hin- und her- bzw. umgeschaltet werden. Derartige
Umschaltungen werden von dem Steuergerät 18 durchgeführt.
Des Weiteren wird von dem Steuergerät 18 im Schichtbetrieb
eine einzuspritzende Kraftstoffmasse m in Abhängigkeit von
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelt, z. B. in
Abhängigkeit von einer an der Brennkraftmaschine 1
anliegenden Last und/oder einem vorhandenen Fahrerwunsch
oder dergleichen. Diese Kraftstoffmasse m wird von dem
Steuergerät 18 in eine Einspritzdauer ti umgerechnet,
während der das Einspritzventil 9 in seinen geöffneten
Zustand gesteuert wird.
Im geöffneten Zustand des Einspritzventils 9 ergibt sich
näherungsweise der folgende Durchfluss von Kraftstoff durch
die Öffnung des Einspritzventils 9:
mpunkt = A . (2 . roh . deltap/teta)½
mit:
mpunkt . . . Massenstrom durch das Einspritzventil 9,
A . . . Querschnitt der Öffnung des Einspritzventils 9,
roh . . . Dichte des Kraftstoffs,
deltap . . . Druckdifferenz,
teta . . . Durchflusskoeffizient.
mpunkt . . . Massenstrom durch das Einspritzventil 9,
A . . . Querschnitt der Öffnung des Einspritzventils 9,
roh . . . Dichte des Kraftstoffs,
deltap . . . Druckdifferenz,
teta . . . Durchflusskoeffizient.
Die Druckdifferenz deltap ergibt sich aus dem
Kraftstoffdruck, der auf den Kraftstoff einwirkt, und dem
Brennraumdruck, der im Brennraum 4 vorhanden ist. Der
Kraftstoffdruck wird durch eine mechanische und/oder eine
elektrische Kraftstoffpumpe erzeugt, während der
Brennraumdruck durch die Bewegung des Kolbens 2 in dem
Zylinder 3 entsteht.
Aus der vorstehenden Gleichung ergibt sich durch
Integration folgendes:
m = ∫(A(t) . (2 . roh(t) . deltap(t)/teta(t))½) dt
mit:
m . . . Kraftstoffmasse,
ti . . . Einspritzdauer,
t . . . Zeit.
m . . . Kraftstoffmasse,
ti . . . Einspritzdauer,
t . . . Zeit.
In der vorstehenden Gleichung ist das Integral über der
Einspritzdauer ti zu integrieren. Des Weiteren sind alle
Parameter unter dem Integral zeitabhängig. Letzteres ergibt
sich daraus, dass während der Einspritzdauer ti, während
der das Einspritzventil 9 geöffnet ist, der auf den
Kraftstoff einwirkende Kraftstoffdruck geringer wird, so
dass die Druckdifferenz deltap sich mit der Zeit t
verändert. Ebenfalls verändert sich aufgrund des
abfallenden Kraftstoffdrucks auch die Dichte roh des
Kraftstoffs mit der Zeit t. Des Weiteren verändert sich
aufgrund der Bewegung des Kolbens 2 in dem Zylinder 3 der
Brennraumdruck, so dass auch insoweit eine Veränderung der
Druckdifferenz deltap über der Zeit t erfolgt. Aufgrund der
veränderten Druckdifferenz deltap verändert sich auch der
Durchflusskoeffizient teta über der Zeit t.
Von dem Steuergerät 18 wird eine charakteristischer
Zeitpunkt tc gewählt, von dem bei den weiteren Berechnungen
ausgegangen wird. Mit diesem Zeitpunkt tc ergibt sich
folgendes:
m = A(tc)/(teta(tc)½ . (2 . roh(tc) . deltap(tc))½ . ti
Als charakteristischer Zeitpunkt tc wird die Mitte der
Einspritzung gewählt. Es wird also von dem Steuergerät 18
der Zeitpunkt der Mitte der Einspritzung als
Einspritzzeitpunkt berechnet und weiterverarbeitet. Damit
vereinfacht sich die vorstehende Gleichung wie folgt:
m = A/(teta)½ . (2 . rohm . (pm - pBr))½ . ti
mit:
A/(teta)½ . . . Konstante des Einspritzventils 9,
rohm . . . mittlere Dichte des Kraftstoffs,
pm . . . mittlerer Kraftstoffdruck,
pBr . . . Brennraumdruck in der Mitte der Einspritzung.
A/(teta)½ . . . Konstante des Einspritzventils 9,
rohm . . . mittlere Dichte des Kraftstoffs,
pm . . . mittlerer Kraftstoffdruck,
pBr . . . Brennraumdruck in der Mitte der Einspritzung.
Die vorgenannte Konstante des Einspritzventils 9 kann
einmalig ermittelt und in dem Steuergerät 18 abgespeichert
werden. Der auf den Kraftstoff einwirkende Kraftstoffdruck
wird von dem Steuergerät 18 derart gesteuert und/oder
geregelt, dass in der Mitte der Einspritzung der mittlere
Kraftstoffdruck pm vorhanden ist. Es wird somit der
Kraftstoffdruck in der Mitte der Einspritzung auf einen
konstanten Wert, nämlich auf den mittleren Kraftstoffdruck
pm gesteuert und/oder geregelt. Bei diesem mittleren
Kraftstoffdruck pm wird von dem Steuergerät 18 die mittlere
Dichte rohm des Kraftstoffs berechnet.
Aufgrund des konstanten mittleren Kraftstoffdrucks in der
Mitte der Einspritzung wird von dem Steuergerät 18 der
Brennraumdruck ermittelt. Dies kann mit Hilfe eines
Modells, z. B. mittels eines Verfahrens auf der Grundlage
einer polytropen Verdichtung durchgeführt werden. Der
Ausgangsdruck für diese Verdichtung entspricht dabei dem
bekannten Saugrohrdruck im Ansaugrohr 7.
Aufgrund der gewählten Mitte der Einspritzung als
charakteristischem Zeitpunkt tc ist die Bewegung des
Einspritzventils 9 und damit die Einspritzung als solche
weit genug von den instationären Zuständen zu Beginn und am
Ende der Einspritzung entfernt. Es kann deshalb davon
ausgegangen werden, dass insoweit stationäre Bedingungen
vorhanden sind.
Wie erwähnt, wird von dem Steuergerät 18 der Zeitpunkt der
Mitte der Einspritzung als Einspritzzeitpunkt berechnet.
Dies kann beispielsweise auf der Grundlage eines
ermittelten Einspritzbeginnzeitpunkts erfolgen. Hierzu kann
zuerst eine vorläufige Einspritzdauer ti aufgrund von
Erfahrungswerten oder dergleichen geschätzt werden, um
daraus mittels einer Näherung die Mitte der Einspritzung in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 zu
berechnen. Alternativ kann auch mit einem Ersatzwert für
die Mitte der Einspritzung gerechnet werden. Da der
Einspritzzeitpunkt von einer Einspritzung zur nächsten
Einspritzung sich nur relativ langsam verändert, kann
dieser Ersatzwert auf der unmittelbar vorhergehenden
Einspritzmitte beruhen.
Aus der zuletzt genannten Gleichung kann dann von dem
Steuergerät 18 durch Umrechnung die Einspritzdauer ti aus
der einzuspritzenden Kraftstoffmasse m, aus dem auf den
Kraftstoff einwirkenden, mittleren Kraftstoffdruck pm und
aus dem Saugrohrdruck ermittelt werden. Dies wird
nachfolgend anhand der Fig. 2 dargestellt.
In der Fig. 2 wird in einem Block 21 der mittlere
Kraftstoffdruck pm gemessen. Dies kann z. B. mit Hilfe eines
Drucksensors durchgeführt werden, der dem
Kraftstoffaufbereitungssystem zugeordnet ist. Insbesondere
kann der Drucksensor einem Kraftstoffspeicher zugeordnet
sein, der dem Einspritzventil 9 vorgeordnet ist, und in den
der Kraftstoff von einer elektrischen und/oder einer
mechanischen Pumpe aus dem Kraftstofftank gefördert wird.
Der Druck in diesem Kraftstoffspeicher wird von dem
Steuergerät 18 durch eine entsprechende Ansteuerung der
elektrischen und/oder mechanischen Pumpe und/oder
zusätzlicher Ventile auf den vorgenannten mittleren
Kraftstoffdruck gesteuert und/oder geregelt.
In einem Block 22 wird von dem Steuergerät 18 aus dem
mittleren Kraftstoffdruck pm die mittlere Dichte rohm des
Kraftstoffs berechnet.
Danach wird von dem Steuergerät 18 in einem Block 23 der
Zeitpunkt der Mitte der Einspritzung berechnet. Dies wird
entsprechend einer der bereits erläuterten Alternativen
durchgeführt. Dieser Zeitpunkt der Mitte der Einspritzung
wird in Abhängigkeit von der Drehzahl der
Brennkraftmaschine 1 über ein Soll-Kennfeld in einen
mittleren Einspritzwinkel umgerechnet.
In einem Block 24 wird der Saugrohrdruck im Ansaugrohr 7
mit Hilfe eines Drucksensors gemessen. Dieser Saugrohrdruck
wird in einem Block 25 von dem Steuergerät 18 dazu
verwendet, auf der Grundlage der polytropen Verdichtung den
Brennraumdruck pBr zu berechnen.
Wie bereits erwähnt, ist die Konstante A/(teta)½ bekannt
und in dem Steuergerät 18 abgespeichert. Des Weiteren wird
von dem Steuergerät 18 in einem Block 26 die
Kraftstoffmasse m insbesondere als Soll-Kraftstoffmasse aus
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelt.
Damit kann das Steuergerät 18 nunmehr in einem Block 27 aus
den vorgenannten Größen die Einspritzdauer ti nach der
zuletzt erläuterten Gleichung berechnen. Mit dieser
Einspritzdauer ti wird in einem Block 28 das
Einspritzventil 9 angesteuert. Das gesamte Verfahren der
Fig. 2 ist für den Schichtbetrieb vorgesehen, bei dem die
Einspritzung des Kraftstoffs während der Verdichtungsphase
erfolgt.
Claims (10)
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1)
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in
einem Schichtbetrieb während einer Verdichtungsphase in
einen Brennraum (4) eingespritzt wird, und bei dem in dem
Schichtbetrieb eine Einspritzdauer (ti) in Abhängigkeit von
der Druckdifferenz (deltap) zwischen einem auf den
Kraftstoff einwirkenden Kraftstoffdruck und einem in dem
Brennraum (4) vorhandenen Brennraumdruck (pBr) ermittelt
wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer
Kraftstoffdruck (pm) von einem einem Kraftstoffspeicher
zugeordneten Drucksensor gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der auf den Kraftstoff einwirkende Kraftstoffdruck auf
den mittleren Kraftstoffdruck (pm) gesteuert und/oder
geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kraftstoffdruck derart gesteuert und/oder geregelt
wird, dass der mittlere Kraftstoffdruck (pm) in der Mitte
der Einspritzung vorhanden ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Brennraumdruck (pBr) auf der
Grundlage eines Modells ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Brennraumdruck (pBr) auf der Grundlage einer
polytropen Verdichtung ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Brennraumdrucks
(pBr) ein Saugrohrdruck insbesondere mit Hilfe eines einem
Ansaugrohr (7) zugeordneten Drucksensors ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einspritzdauer (ti) in
Abhängigkeit von dem mittleren Kraftstoffdruck (pm), dem
Brennraumdruck (pBr) und einer einzuspritzenden
Kraftstoffmasse (m) ermittelt wird.
8. Steuerelelement, insbesondere Read-Only-Memory oder
Flash-Memory, für ein Steuergerät (18) einer
Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem
Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor,
ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 7 geeignet ist.
9. Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines
Kraftfahrzeugs, mit einem Brennraum (4), in den Kraftstoff
in einem Schichtbetrieb während einer Verdichtungsphase
einspritzbar ist, mit einem Steuergerät (18) zur Ermittlung
einer Einspritzdauer (ti) in dem Schichtbetrieb in
Abhängigkeit von der Druckdifferenz (deltap) zwischen einem
auf den Kraftstoff einwirkenden Kraftstoffdruck und einem
in dem Brennraum (4) vorhandenen Brennraumdruck (pBr),
dadurch gekennzeichnet, dass ein einem Kraftstoffspeicher
zugeordneter Drucksensor zur Messung eines mittleren
Kraftstoffdrucks (pm) vorgesehenen ist.
10. Steuergerät (18) für eine Brennkraftmaschine (1)
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die
Brennkraftmaschine (1) mit einem Brennraum (4) versehen
ist, in den Kraftstoff in einem Schichtbetrieb während
einer Verdichtungsphase einspritzbar ist, und wobei das
Steuergerät (18) zur Ermittlung einer Einspritzdauer (ti)
in dem Schichtbetrieb in Abhängigkeit von der
Druckdifferenz (deltap) zwischen einem auf den Kraftstoff
einwirkenden Kraftstoffdruck und einem in dem Brennraum (4)
vorhandenen Brennraumdruck (pBr) vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, dass von dem Steuergerät (18) mit Hilfe
eines einem Kraftstoffspeicher zugeordneten Drucksensors
ein mittlerer Kraftstoffdruck (pm) messbar ist.
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