EP1003960B1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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- EP1003960B1 EP1003960B1 EP99919115A EP99919115A EP1003960B1 EP 1003960 B1 EP1003960 B1 EP 1003960B1 EP 99919115 A EP99919115 A EP 99919115A EP 99919115 A EP99919115 A EP 99919115A EP 1003960 B1 EP1003960 B1 EP 1003960B1
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- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
Definitions
- the invention relates to a method for operating a Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, at the fuel either in a first mode of operation a compression phase or in a second operating mode directly into a combustion chamber during an intake phase is injected in between the two Operating modes is switched, and in which the actual moment influencing the internal combustion engine Operating variables depending on a target torque in the two operating modes controlled differently and / or be managed.
- the invention relates to a Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with an injector, with fuel in either one first operating mode during a compression phase or in a second operating mode directly during an intake phase is injectable into a combustion chamber, and with a Control unit for switching between the two Operating modes and for different control and / or Regulation in the two operating modes of the actual moment of Operating variables influencing internal combustion engine in Dependence on a target torque. (See WO-A-985 1920 and / or WO-A-9 901 654).
- Such systems for the direct injection of fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine are general known. It is the first operating mode so-called shift operation and as a second operating mode so-called homogeneous operation.
- the Shift operation is particularly important for smaller loads used during the homogeneous operation at larger, at the Internal loads applied to the internal combustion engine.
- the fuel is used during the Compression phase of the internal combustion engine in the combustion chamber injected in such a way that a Cloud of fuel in the immediate vicinity of a spark plug located.
- This injection can be different Way. So it is possible that the injected Fuel cloud is already during or immediately after the injection is at the spark plug and from this is ignited. It is also possible that the injected cloud of fuel through a charge movement the spark plug is led and then ignited. at the two combustion processes are not uniform Fuel distribution before, but a stratified charge.
- the throttle valve becomes the Combustion chamber leading intake pipe wide open and the Combustion is essentially only through the Fuel mass to be injected controlled and / or regulated.
- the throttle valve In homogeneous operation, the throttle valve is in Dependent on the requested moment opened or closed and the fuel mass to be injected is in Controlled depending on the intake air mass and / or regulated.
- the object of the invention is a method for operating to create an internal combustion engine with which a improved switching between operating modes possible is.
- This task is initiated in a procedure mentioned type or in an internal combustion engine of initially mentioned type solved according to the invention in that a change in the actual moment during a Switching operation is determined, and that depending of which at least one of the operating variables is influenced.
- a first advantageous embodiment of the invention becomes an expected depending on the target torque Speed determined, and it is the expected speed with the detected speed of the internal combustion engine compared. It speed prediction is carried out. It will calculates which speed should be available, if there is no uneven running. Based on a comparison of this expected speed with the actual engine speed will then determines whether jerking occurs during the switching process is present or not.
- At least one of the Operating variables of the internal combustion engine is influenced when the detected speed by more than a predetermined Speed difference deviates from the expected speed.
- the expected speed deviates from the actually recorded speed Speed decreases significantly, this leads to uneven running closed during the switching process This then has to Consequence that the actual moment of the internal combustion engine over a of company sizes in the sense of a reduction of Torque change is affected.
- a second advantageous embodiment of the invention are from the detected speed of the internal combustion engine at least two speed gradients are determined, and there are two of the speed gradients are compared. So it will change the actual speed of the Internal combustion engine monitored. This is through the Calculation of the speed gradient in a simple way reached. Additional components or the like are included not mandatory.
- the Influencing one of the operating variables adaptively carried out. So there is a permanent correction of the Switchover. This makes it possible, for example Changes in the internal combustion engine over its runtime, in particular signs of wear and the like compensate. It is also possible to deviate between different internal combustion engines of the same type balance during commissioning.
- the injected fuel mass in particular is influenced in the sense of an increase. It is also advantageous if the ignition angle in the second operating mode or the ignition point in particular in the sense of a Late adjustment is affected.
- the 1 shows an internal combustion engine 1, in which a piston 2 in a cylinder 3 back and forth is movable.
- the cylinder 3 has a combustion chamber 4 provided, on the valves 5, an intake pipe 6 and a Exhaust pipe 7 are connected. Furthermore are the Combustion chamber 4 can be controlled with a signal TI Injector 8 and a controllable with a signal ZW Associated with spark plug 9.
- the intake pipe 6 is with an air mass sensor 10 and that Exhaust pipe 7 can be provided with a lambda sensor 11.
- the air mass sensor 10 measures the air mass of the Intake pipe 6 supplied fresh air and generated in Depending on this, a signal LM.
- the lambda sensor 11 measures the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust pipe 7 and generates a signal ⁇ depending on this.
- a throttle valve 12 is in the intake pipe 6 housed, whose rotational position by means of a signal DK is adjustable.
- the throttle valve 12 becomes wide open.
- the fuel is supplied from the injection valve 8 during one caused by the piston 2 Compression phase injected into the combustion chamber 4 locally in the immediate vicinity of the spark plug 9 and at a suitable distance before the ignition point. Then the fuel is ignited using the spark plug 9, so that the piston 2 in the now following working phase by the expansion of the ignited fuel is driven.
- the homogeneous operation of the Internal combustion engine 1 the throttle valve 12 in Dependence on the desired air mass supplied partially opened or closed.
- the fuel will from the injector 8 during one through the piston 2 induced suction phase in the combustion chamber 4 injected.
- the air sucked in at the same time the injected fuel swirls and thus in the Combustion chamber 4 is distributed substantially uniformly.
- the fuel / air mixture during the Compression phase compressed to then from the spark plug 9 to be ignited.
- the piston 2 is driven by fuel.
- the driven piston In shift operation as well as in homogeneous operation, the driven pistons a crankshaft 14 in a Rotational movement over which ultimately the wheels of the Motor vehicle are driven.
- the crankshaft 14 is assigned a speed sensor 15 which is a function of the rotational movement of the crankshaft 14 generates a signal N.
- Fuel mass is in particular from a control unit 16 with a view to low fuel consumption and / or controlled low pollutant development and / or regulated.
- the control unit 16 is equipped with a Microprocessor provided in a storage medium, a program in particular in a read-only memory has saved, which is suitable for the named Control and / or regulation to perform.
- the control unit 16 is acted upon by input signals, the operating variables measured by sensors Represent internal combustion engine.
- the operating variables measured by sensors Represent internal combustion engine For example, that is Control unit 16 with the air mass sensor 10, the lambda sensor 11 and the speed sensor 15 connected.
- the control unit 16 with an accelerator pedal sensor 17 connected which generates a signal FP, the position an accelerator pedal actuated by a driver and thus indicates the moment requested by the driver.
- the Control unit 16 generates output signals with which over Actuators the behavior of the internal combustion engine accordingly the desired control and / or regulation influenced can be.
- the control unit 16 subsequently uses the Figures 2 and 3 described method for switching from carried out a shift operation in a homogeneous operation.
- the blocks shown in FIG. 2 represent Functions of the method, for example in the Form of software modules or the like in the Control device 16 are realized.
- FIG. 2 it is assumed in a block 21 that that the internal combustion engine 1 in a stationary Shift operation is located. Then in a block 22 for example, based on a driver's request Acceleration of the motor vehicle a transition into one Homogeneous operation requested. The time of the request of the homogeneous operation can also be seen from FIG. 3.
- the throttle valve 12 by means of a block 26 from it in shift operation fully opened wdksch in at least one partially open or closed state wdkhom for controlled homogeneous operation.
- the Internal combustion engine 1 By adjusting the throttle valve 12 is the Internal combustion engine 1 from the stationary stratified operation in unsteady shift operation. In this Operating state drops the supplied to the combustion chamber 4 Air mass from a filling rlsch during the Shift work slowly towards smaller fillings. This can be seen from Figure 3.
- the combustion chamber 4 supplied air mass rl or its filling is from the control unit 16, inter alia, from the signal LM of the Air mass sensor 10 determined.
- the internal combustion engine 1 continues to operate in shifts operated.
- the fuel mass rk influenced in this way has Consequence that - at least for a certain period of time - the torque Md output by the internal combustion engine 1 would increase. This is compensated for by the fact that Event 41, i.e. with the switchover to Homogeneous operation, the ignition angle ZW, based on the value is adjusted so that the torque Md one of which is from the requested moment resulting target torque mdsoll and thus about remains constant.
- the fuel mass rk from the Combustion chamber 4 supplied air mass rl on the basis of a stoichiometric fuel / air mixture. Furthermore, the ignition angle ZW is dependent on the Target torque must be adjusted in the direction of a late ignition. With regard to this late adjustment, there is still one certain deviation from normal homogeneous operation before, with the temporarily too much air mass and the resulting too much generated moment of Internal combustion engine 1 is destroyed.
- a block 30 checks whether the combustion chamber 4 supplied air mass rl finally to that filling which has fallen to a stationary homogeneous operation belongs to a stoichiometric fuel / air mixture. is if this is not yet the case, it will loop over waiting for block 29 further. However, if this is the case, so the internal combustion engine 1 in the stationary Homogeneous operation without an ignition angle adjustment using the Blocks 31 continued to operate. In Figure 3, this is in one the point in time marked with the reference number 42 Case.
- the stationary shift operation is as Area A
- the unsteady shift operation as area B
- the unsteady homogeneous operation as area C
- the stationary homogeneous operation marked as area D.
- FIG. 4 shows a switchover from homogeneous operation represented in a shift operation. It is from one stationary homogeneous operation in which for example, due to the size of the company Internal combustion engine 1 in a stationary shift operation should be transferred.
- the switch to shift operation is carried out by the Control unit 16 initiated by the requirement of Homogeneous operation is withdrawn. After a debouncing the switch to shift operation is released and it turns the throttle valve 12 into that rotational position controlled, which is intended for shift operation. there it is a rotary position in which the Throttle valve 12 is largely open. This is through the transition from wdkhom to wdksch in FIG. 4 shown.
- the opening of the throttle valve 12 has the consequence that the Combustion chamber 4 supplied air mass rl increases. This goes in 4 from the course of rlhom. After that the switching from the described transient occurs Homogeneous operation in a transient shift operation. This is the case in FIG. 4 at time 43.
- the increasing air mass supplied to the combustion chamber 4 compensates that the injected fuel mass rk increased and the ignition angle ZW is retarded. This results from the course of rkhom and zwhom.
- FIG 4 shows the stationary homogeneous operation as Area A, the transient homogeneous operation as area B, the transient shift operation as area C and the stationary shift operation marked as area D.
- FIG. 5a shows a first method that during the changeover from shift operation to Homogeneous operation according to Figures 2 and 3 or vice versa 4 can be used.
- the procedure serves to, torque changes of the internal combustion engine 1, that is Changes in the delivered actual torque Md during the Switching process to recognize.
- Blocks represent functions of the method that for example in the form of software modules or The like are realized in the control unit 16.
- FIG. 5b shows a second method which during the changeover from shift operation to Homogeneous operation according to Figures 2 and 3 or vice versa 4 can be used.
- the procedure serves to, torque changes of the internal combustion engine 1, that is Changes in the actual torque Md during the switching process to recognize.
- each of the areas A, B, C and D of FIGS. 3 and 4 are blocks 55, 56 at least two speeds N of Engine 1 at successive times recorded, from which then a speed gradient dN (i) from the Control unit 16 is calculated.
- Two at a time calculated speed gradients dN (i) and dN (i + 1) are in a block 57 compared with each other. It results an approximately steady course of the speed gradient, so concluded that no or only changes in load based torque changes are present, one follows, for example, a change in driving resistance and that there is no jerking and no uneven running available. There are therefore no further measures taken.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff entweder in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum eingespritzt wird, bei dem zwischen den beiden Betriebsarten umgeschaltet wird, und bei dem die das Ist-Moment der Brennkraftmaschine beeinflussenden Betriebsgrößen in Abhängigkeit von einem Soll-Moment in den beiden Betriebsarten unterschiedlich gesteuert und/oder geregelt werden. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Einspritzventil, mit dem Kraftstoff entweder in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum einspritzbar ist, und mit einem Steuergerät zur Umschaltung zwischen den beiden Betriebsarten und zur unterschiedlichen Steuerung und/oder Regelung in den beiden Betriebsarten der das Ist-Moment der Brennkraftmaschine beeinflussenden Betriebsgrößen in Abhängigkeit von einem Soll-Moment. (Siehe WO-A- 985 1920 und/oder WO-A-9 901 654).The invention relates to a method for operating a Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, at the fuel either in a first mode of operation a compression phase or in a second operating mode directly into a combustion chamber during an intake phase is injected in between the two Operating modes is switched, and in which the the actual moment influencing the internal combustion engine Operating variables depending on a target torque in the two operating modes controlled differently and / or be managed. Furthermore, the invention relates to a Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with an injector, with fuel in either one first operating mode during a compression phase or in a second operating mode directly during an intake phase is injectable into a combustion chamber, and with a Control unit for switching between the two Operating modes and for different control and / or Regulation in the two operating modes of the actual moment of Operating variables influencing internal combustion engine in Dependence on a target torque. (See WO-A-985 1920 and / or WO-A-9 901 654).
Derartige Systeme zur direkten Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine sind allgemein bekannt. Es wird dabei als erste Betriebsart ein sogenannter Schichtbetrieb und als zweite Betriebsart ein sogenannter Homogenbetrieb unterschieden. Der Schichtbetrieb wird insbesondere bei kleineren Lasten verwendet, während der Homogenbetrieb bei größeren, an der Brennkraftmaschine anliegenden Lasten zur Anwendung kommt.Such systems for the direct injection of fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine are general known. It is the first operating mode so-called shift operation and as a second operating mode so-called homogeneous operation. The Shift operation is particularly important for smaller loads used during the homogeneous operation at larger, at the Internal loads applied to the internal combustion engine.
Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine in den Brennraum derart eingespritzt, daß sich im Zeitpunkt der Zündung eine Kraftstoffwolke in unmittelbarer Umgebung einer Zündkerze befindet. Diese Einspritzung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es möglich, daß die eingespritzte Kraftstoffwolke sich bereits während bzw. unmittelbar nach der Einspritzung bei der Zündkerze befindet und von dieser entzündet wird. Ebenfalls ist es möglich, daß die eingespritzte Kraftstoffwolke durch eine Ladungsbewegung zu der Zündkerze geführt und dann erst entzündet wird. Bei beiden Brennverfahren liegt keine gleichmäßige Kraftstoffverteilung vor, sondern eine Schichtladung.In shift operation, the fuel is used during the Compression phase of the internal combustion engine in the combustion chamber injected in such a way that a Cloud of fuel in the immediate vicinity of a spark plug located. This injection can be different Way. So it is possible that the injected Fuel cloud is already during or immediately after the injection is at the spark plug and from this is ignited. It is also possible that the injected cloud of fuel through a charge movement the spark plug is led and then ignited. at the two combustion processes are not uniform Fuel distribution before, but a stratified charge.
Der Vorteil des Schichtbetriebs liegt darin, daß dort mit einer sehr geringen Kraftstoffmenge die anliegenden kleineren Lasten von der Brennkraftmaschine ausgeführt werden können. Größere Lasten können allerdings nicht durch den Schichtbetrieb erfüllt werden.The advantage of shift operation is that there a very small amount of fuel smaller loads carried out by the internal combustion engine can be. However, larger loads cannot the shift operation can be fulfilled.
Im für derartige größere Lasten vorgesehenen Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der Ansaugphase der Brennkraftmaschine eingespritzt, so daß eine Verwirbelung und damit eine Verteilung des Kraftstoffs in dem Brennraum noch ohne weiteres erfolgen kann. Insoweit entspricht der Homogenbetrieb etwa der Betriebsweise von Brennkraftmaschinen, bei denen in herkömmlicher Weise Kraftstoff in das Ansaugrohr eingespritzt wird. Bei Bedarf kann auch bei kleineren Lasten der Homogenbetrieb eingesetzt werden.In homogeneous operation intended for such larger loads the fuel is during the intake phase of the Internal combustion engine injected so that a swirl and thus a distribution of the fuel in the combustion chamber can still be done easily. To that extent corresponds to Homogeneous operation such as the operation of Internal combustion engines in the conventional way Fuel is injected into the intake pipe. If necessary can operate even with smaller loads be used.
Im Schichtbetrieb wird die Drosselklappe in dem zu dem Brennraum führenden Ansaugrohr weit geöffnet und die Verbrennung wird im wesentlichen nur durch die einzuspritzende Kraftstoffmasse gesteuert und/oder geregelt. Im Homogenbetrieb wird die Drosselklappe in Abhängigkeit von dem angeforderten Moment geöffnet bzw. geschlossen und die einzuspritzende Kraftstoffmasse wird in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmasse gesteuert und/oder geregelt.In shift operation, the throttle valve becomes the Combustion chamber leading intake pipe wide open and the Combustion is essentially only through the Fuel mass to be injected controlled and / or regulated. In homogeneous operation, the throttle valve is in Dependent on the requested moment opened or closed and the fuel mass to be injected is in Controlled depending on the intake air mass and / or regulated.
In beiden Betriebsarten, also im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb, wird die einzuspritzende Kraftstoffmasse in Abhängigkeit zusätzlich von einer Mehrzahl weiterer Betriebsgrößen auf einen im Hinblick auf Kraftstoffeinsparung, Abgasreduzierung und dergleichen optimalen Wert gesteuert und/oder geregelt. Die Steuerung und/oder Regelung ist dabei in den beiden Betriebsarten unterschiedlich.In both operating modes, i.e. in shift operation and in Homogeneous operation, the fuel mass to be injected in Dependence on a number of others Company sizes on one with regard to Saving fuel, reducing emissions and the like optimal value controlled and / or regulated. The control and / or regulation is in the two operating modes differently.
Es ist erforderlich, die Brennkraftmaschine von dem Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb und wieder zurück umzuschalten. Während im Schichtbetrieb die Drosselklappe weit geöffnet ist und die Luft damit weitgehend entdrosselt zugeführt wird, ist die Drosselklappe im Homogenbetrieb nur teilweise geöffnet und vermindert damit die Zufuhr von Luft. Vor allem bei der Umschaltung vom Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb muß dabei die Fähigkeit des zu dem Brennraum führenden Ansaugrohrs berücksichtigt werden, Luft zu speichern. Wird dies nicht berücksichtigt, so kann das Umschalten zu einer Erhöhung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Moments führen. It is necessary to remove the internal combustion engine from the Shift operation in homogeneous operation and back again switch. The throttle valve is in shift operation is wide open and thus largely dethrones the air is supplied, the throttle valve is only in homogeneous operation partially opened, reducing the intake of Air. Especially when switching from shift operation to homogeneous operation must be the ability of the Combustion chamber leading intake pipe are taken into account, air save. If this is not taken into account, it can Switching to an increase in that of the internal combustion engine given moments.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem ein verbessertes Umschalten zwischen den Betriebsarten möglich ist.The object of the invention is a method for operating to create an internal combustion engine with which a improved switching between operating modes possible is.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art bzw. bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Änderung des Ist-Moments während eines Umschaltvorgangs ermittelt wird, und daß in Abhängigkeit davon zumindest eine der Betriebsgrößen beeinflußt wird.This task is initiated in a procedure mentioned type or in an internal combustion engine of initially mentioned type solved according to the invention in that a change in the actual moment during a Switching operation is determined, and that depending of which at least one of the operating variables is influenced.
Auf der Grundlage der Ermittlung von Änderungen des Ist-Moments während des Umschaltvorgangs ist es möglich, Laufunruhen bzw. ein Ruckeln während des Umschaltens zu erkennen. Nachdem ein Ruckeln erkannt ist, kann durch die Beeinflussung von Betriebsgrößen der Laufunruhe entgegengewirkt werden. Damit ist es insgesamt möglich, Laufunruhen oder Ruckeln während des Umschaltens von dem Homogenbetrieb in den Schichtbetrieb oder umgekehrt zu vermeiden. Die Umschaltvorgänge zwischen den beiden Betriebsarten werden damit insbesondere im Hinblick auf eine erhöhte Laufruhe und damit auf einen erhöhten Komfort verbessert.Based on the determination of changes in the actual torque during the switching process it is possible Unresting or jerking during switching detect. After a jerk is detected, the Influencing operational parameters of uneven running be counteracted. Overall, it is possible Unrest or jerking while switching from that Homogeneous operation in shift operation or vice versa avoid. The switching operations between the two Operating modes are thus particularly with regard to increased smoothness and thus increased comfort improved.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Änderung des Ist-Moments in Abhängigkeit von der erfaßten Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt. Damit wird erreicht, daß mit Hilfe des bereits vorhandenen Drehzahlsensors eine Änderung des Ist-Moments und damit ein Ruckeln oder dergleichen erkannt werden kann. Zusätzliche Sensoren oder sonstige zusätzliche Bauteile sind somit nicht erforderlich.In an advantageous development of the invention the change in the actual torque depending on the detected speed of the internal combustion engine. In order to is achieved with the help of the already existing Speed sensor a change in the actual torque and thus a Jerky or the like can be detected. additional Sensors or other additional components are thus not mandatory.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit von dem Soll-Moment eine erwartete Drehzahl ermittelt, und es wird die erwartete Drehzahl mit der erfaßten Drehzahl der Brennkraftmaschine verglichen. Es wird also eine Drehzahlprädiktion durchgeführt. Es wird berechnet, welche Drehzahl an sich vorhanden sein müßte, wenn keine Laufunruhe vorhanden ist. Auf der Grundlage eines Vergleichs dieser erwarteten Drehzahl mit der tatsächlichen Drehzahl der Brennkraftmaschine wird dann ermittelt, ob während des Umschaltvorgangs ein Ruckeln vorhanden ist oder nicht.In a first advantageous embodiment of the invention becomes an expected depending on the target torque Speed determined, and it is the expected speed with the detected speed of the internal combustion engine compared. It speed prediction is carried out. It will calculates which speed should be available, if there is no uneven running. Based on a comparison of this expected speed with the actual engine speed will then determines whether jerking occurs during the switching process is present or not.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest eine der Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine beeinflußt wird, wenn die erfaßte Drehzahl um mehr als eine vorgebbare Drehzahldifferenz von der erwarteten Drehzahl abweicht. Weicht die erwartete Drehzahl von der tatsächlich erfaßten Drehzahl wesentlich ab, so wird daraus auf eine Laufunruhe während des Umschaltvorgangs geschlossen Dies hat dann zur Folge, daß das Ist-Moment der Brennkraftmaschine über eine der Betriebsgrößen im Sinne einer Verminderung der Drehmomentänderung beeinflußt wird.It is particularly advantageous if at least one of the Operating variables of the internal combustion engine is influenced when the detected speed by more than a predetermined Speed difference deviates from the expected speed. The expected speed deviates from the actually recorded speed Speed decreases significantly, this leads to uneven running closed during the switching process This then has to Consequence that the actual moment of the internal combustion engine over a of company sizes in the sense of a reduction of Torque change is affected.
Des weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn keine Beeinflussung durchgeführt wird, wenn mehrere aufeinanderfolgende Drehzahldifferenzen einen etwa stetigen Verlauf aufweisen. Liegt ein derartiger etwa stetiger Verlauf vor, so bedeutet dies, daß sich die an der Brennkraftmaschine anliegende Last geändert hat. Beispielsweise aufgrund einer Steigung oder dergleichen, also einer Änderung des Fahrwiderstands, hat sich in diesem Fall also das Drehmoment etwa stetig verändert, z.B. erhöht. Es liegt also kein Ruckeln und keine Laufunruhe vor, so daß auch keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden müssen. Furthermore, it is particularly advantageous if none Influencing is carried out when several successive speed differences an approximately constant Show course. Such is approximately constant History, it means that the on the Internal combustion engine has changed load. For example, due to an incline or the like, So a change in driving resistance, has in this So if the torque changes continuously, e.g. elevated. So there is no jerking and no uneven running before, so that no countermeasures are taken have to.
Bei einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden aus der erfaßten Drehzahl der Brennkraftmaschine zumindest zwei Drehzahlgradienten ermittelt, und es werden zwei der Drehzahlgradienten miteinander verglichen werden. Es wird also die Veränderung der tatsächlichen Drehzahl der Brennkraftmaschine überwacht. Dies wird durch die Berechnung der Drehzahlgradienten auf einfache Weise erreicht. Zusätzliche Bauteile oder dergleichen sind dazu nicht erforderlich.In a second advantageous embodiment of the invention are from the detected speed of the internal combustion engine at least two speed gradients are determined, and there are two of the speed gradients are compared. So it will change the actual speed of the Internal combustion engine monitored. This is through the Calculation of the speed gradient in a simple way reached. Additional components or the like are included not mandatory.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest eine der Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine beeinflußt wird, wenn die beiden Drehzahlgradienten einen unstetigen Verlauf aufweisen. Der unstetige Verlauf der Drehzahlgradienten wird somit als eine Laufunruhe bzw. ein Ruckeln während des Umschaltvorgangs interpretiert. Laständerungen oder dergleichen haben einen etwa stetigen Verlauf der Drehzahlgradienten zur Folge, so daß in diesem Fall nicht auf ein Ruckeln geschlossen wird. Nur bei erkannten Laufunruhen werden dann Gegenmaßnahmen zur Verminderung des Ruckelns während des Umschaltvorgangs ergriffen.It is particularly advantageous if at least one of the Operating variables of the internal combustion engine is influenced when the two speed gradients have a discontinuous course exhibit. The inconsistent course of the speed gradient is thus regarded as an uneven running or a jerking during the Switching process interpreted. Load changes or the like have an approximately constant course of Speed gradients result, so that in this case not is judged to be jerky. Only when recognized Unrest is then countermeasures to reduce the Stuttering caught during the switching process.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Beeinflussung einer der Betriebsgrößen adaptiv durchgeführt. Es erfolgt also eine bleibende Korrektur des Umschaltvorgangs. Damit ist es möglich, beispielsweise Veränderungen der Brennkraftmaschine über deren Laufzeit, insbesondere Verschleißerscheinungen und dergleichen, zu kompensieren. Ebenfalls ist es möglich, Abweichungen zwischen verschiedenen Brennkraftmaschinen desselben Typs bei der Inbetriebnahme auszugleichen.In an advantageous development, the Influencing one of the operating variables adaptively carried out. So there is a permanent correction of the Switchover. This makes it possible, for example Changes in the internal combustion engine over its runtime, in particular signs of wear and the like compensate. It is also possible to deviate between different internal combustion engines of the same type balance during commissioning.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Beeinflussung einer der Betriebsgrößen erst für den nächsten Umschaltvorgang durchgeführt. Damit wird erreicht, daß die erfindungsgemäßen Berechnungen zwischen zwei Umschaltvorgängen durchgeführt werden können, so daß hierfür ausreichend Zeit vorhanden ist.In a further advantageous development of the Invention is influencing one of the operating parameters only carried out for the next switching process. In order to it is achieved that the calculations according to the invention can be carried out between two switching processes, so that there is sufficient time for this.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der ersten Betriebsart die eingespritzte Kraftstoffmasse insbesondere im Sinne einer Erhöhung beeinflußt wird. Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn in der zweiten Betriebsart der Zündwinkel bzw. der Zündzeitpunkt insbesondere im Sinne einer Spätverstellung beeinflußt wird. Durch diese Maßnahmen ist es möglich, bei einer erkannten Laufunruhe während des Umschaltvorgangs das Ist-Moment der Brennkraftmaschine zu beeinflussen und damit die Laufunruhe zu vermindern. Insbesondere werden durch diese Maßnahmen die beiden Betriebsarten im Umschaltzeitpunkt einander angenähert.It is particularly advantageous if in the first Operating mode the injected fuel mass in particular is influenced in the sense of an increase. It is also advantageous if the ignition angle in the second operating mode or the ignition point in particular in the sense of a Late adjustment is affected. Through these measures it is possible, if a running irregularity is detected during the Switching process to the actual torque of the internal combustion engine influence and thus reduce the uneven running. In particular, these two measures Operating modes approximated at the time of switching.
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.
- Figur 1
- zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs,
Figur 2- zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine der Figur 1,
- Figur 3
- zeigt ein schematisches Zeitdiagramm von Signalen
der Brennkraftmaschine der Figur 1 bei
Durchführung des Verfahrens nach der
Figur 2, - Figur 4
- zeigt ein schematisches Zeitdiagramm von Signalen der Brennkraftmaschine der Figur 1 bei Durchführung eines dem Verfahren der Figur 2 entgegengerichteten Verfahrens,
- Figur 5a
- zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines
ersten Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Verfahrens für das Umschalten
nach
den Figuren 2 bis 4, und - Figur 5b
- zeigt eine schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens für das Umschalten nach der Figuren 2 bis 4.
- Figure 1
- 1 shows a schematic block diagram of an exemplary embodiment of an internal combustion engine of a motor vehicle according to the invention,
- Figure 2
- 1 shows a schematic flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for operating the internal combustion engine of FIG. 1,
- Figure 3
- 1 shows a schematic time diagram of signals of the internal combustion engine of FIG. 1 when the method according to FIG. 2 is carried out,
- Figure 4
- 1 shows a schematic time diagram of signals of the internal combustion engine of FIG. 1 when a method opposite to the method of FIG. 2 is carried out,
- Figure 5a
- shows a schematic flow diagram of a first embodiment of a method according to the invention for switching according to Figures 2 to 4, and
- Figure 5b
- shows a schematic flow diagram of a second exemplary embodiment of a method according to the invention for switching according to FIGS. 2 to 4.
In der Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt,
bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und
herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4
versehen, an den über Ventile 5 ein Ansaugrohr 6 und ein
Abgasrohr 7 angeschlossen sind. Des weiteren sind dem
Brennraum 4 ein mit einem Signal TI ansteuerbares
Einspritzventil 8 und eine mit einem Signal ZW ansteuerbare
Zündkerze 9 zugeordnet.1 shows an internal combustion engine 1,
in which a
Das Ansaugrohr 6 ist mit einem Luftmassensensor 10 und das
Abgasrohr 7 kann mit einem Lambda-Sensor 11 versehen sein.
Der Luftmassensensor 10 mißt die Luftmasse der dem
Ansaugrohr 6 zugeführten Frischluft und erzeugt in
Abhängigkeit davon ein Signal LM. Der Lambda-Sensor 11 mißt
den Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgasrohr 7 und
erzeugt in Abhängigkeit davon ein Signal λ.The
In dem Ansaugrohr 6 ist eine Drosselklappe 12
untergebracht, deren Drehstellung mittels eines Signals DK
einstellbar ist.A
In einer ersten Betriebsart, dem Schichtbetrieb der
Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 12 weit
geöffnet. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 8
während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen
Verdichtungsphase in den Brennraum 4 eingespritzt, und zwar
örtlich in die unmittelbare Umgebung der Zündkerze 9 sowie
zeitlich in geeignetem Abstand vor dem Zündzeitpunkt. Dann
wird mit Hilfe der Zündkerze 9 der Kraftstoff entzündet, so
daß der Kolben 2 in der nunmehr folgenden Arbeitsphase
durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs
angetrieben wird.In a first operating mode, the shift operation of the
Internal combustion engine 1, the
In einer zweiten Betriebsart, dem Homogenbetrieb der
Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 12 in
Abhängigkeit von der erwünschten, zugeführten Luftmasse
teilweise geöffnet bzw. geschlossen. Der Kraftstoff wird
von dem Einspritzventil 8 während einer durch den Kolben 2
hervorgerufenen Ansaugphase in den Brennraum 4
eingespritzt. Durch die gleichzeitig angesaugte Luft wird
der eingespritzte Kraftstoff verwirbelt und damit in dem
Brennraum 4 im wesentlichen gleichmäßig verteilt. Danach
wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch während der
Verdichtungsphase verdichtet, um dann von der Zündkerze 9
entzündet zu werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten
Kraftstoffs wird der Kolben 2 angetrieben.In a second operating mode, the homogeneous operation of the
Internal combustion engine 1, the
Im Schichtbetrieb wie auch im Homogenbetrieb wird durch den
angetriebenen Kolben eine Kurbelwelle 14 in eine
Drehbewegung versetzt, über die letztendlich die Räder des
Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Der Kurbelwelle 14 ist
ein Drehzahlsensor 15 zugeordnet, der in Abhängigkeit von
der Drehbewegung der Kurbelwelle 14 ein Signal N erzeugt.In shift operation as well as in homogeneous operation, the
driven pistons a
Die im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb von dem
Einspritzventil 8 in den Brennraum 4 eingespritzte
Kraftstoffmasse wird von einem Steuergerät 16 insbesondere
im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder
eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder
geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 16 mit einem
Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium,
insbesondere in einem Read-Only-Memory ein Programm
abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte
Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.The in the shift operation and in the homogeneous operation of the
Das Steuergerät 16 ist von Eingangssignalen beaufschlagt,
die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine darstellen. Beispielsweise ist das
Steuergerät 16 mit dem Luftmassensensor 10, dem Lambda-Sensor
11 und dem Drehzahlsensor 15 verbunden. Des weiteren
ist das Steuergerät 16 mit einem Fahrpedalsensor 17
verbunden, der ein Signal FP erzeugt, das die Stellung
eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit
das von dem Fahrer angeforderte Moment angibt. Das
Steuergerät 16 erzeugt Ausgangssignale, mit denen über
Aktoren das Verhalten der Brennkraftmaschine entsprechend
der erwünschten Steuerung und/oder Regelung beeinflußt
werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 16 mit dem
Einspritzventil 8, der Zündkerze 9 und der Drosselklappe 12
verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung
erforderlichen Signale TI, ZW und DK.The
Von dem Steuergerät 16 wird das nachfolgend anhand der
Figuren 2 und 3 beschriebene Verfahren zum Umschalten von
einem Schichtbetrieb in einen Homogenbetrieb durchgeführt.
Die in der Figur 2 gezeigten Blöcke stellen dabei
Funktionen des Verfahrens dar, die beispielsweise in der
Form von Softwaremodulen oder dergleichen in dem
Steuergerät 16 realisiert sind.The
In der Figur 2 wird in einem Block 21 davon ausgegangen,
daß sich die Brennkraftmaschine 1 in einem stationären
Schichtbetrieb befindet. In einem Block 22 wird dann
beispielsweise aufgrund einer von dem Fahrer erwünschten
Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ein Übergang in einen
Homogenbetrieb angefordert. Der Zeitpunkt der Anforderung
des Homogenbetriebs ist auch aus der Figur 3 ersichtlich.In FIG. 2, it is assumed in a
Danach erfolgt mittels der Blöcke 23, 24 eine Entprellung,
mit der ein kurz aufeinanderfolgendes Hin- und Herschalten
zwischen dem Schicht- und dem Homogenbetrieb verhindert
wird. Wenn der Homogenbetrieb freigegeben ist, dann wird
der Übergang von dem Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb
durch einen Block 25 gestartet. Der Zeitpunkt, in dem der
Umschaltvorgang beginnt, ist in der Figur 3 mit dem
Bezugszeichen 40 gekennzeichnet.This is followed by debouncing using
In dem genannten Zeitpunkt 40 wird die Drosselklappe 12
mittels eines Blocks 26 aus ihrem im Schichtbetrieb
vollständig geöffneten Zustand wdksch in einen zumindest
teilweise geöffneten bzw. geschlossenen Zustand wdkhom für
den Homogenbetrieb gesteuert. Die Drehstellung der
Drosselklappe 12 im Homogenbetrieb ist dabei auf ein
stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Gemisch, also auf λ = 1
ausgerichtet und hängt des weiteren von z.B. dem
angeforderten Moment und/oder der Drehzahl N der
Brennkraftmaschine 1 und dergleichen ab.At the
Durch die Verstellung der Drosselklappe 12 geht die
Brennkraftmaschine 1 von dem stationären Schichtbetrieb in
einen instationären Schichtbetrieb über. In diesem
Betriebszustand fällt die dem Brennraum 4 zugeführte
Luftmasse von einer Füllung rlsch während des
Schichtbetriebs langsam zu kleineren Füllungen hin ab. Dies
ist aus der Figur 3 ersichtlich. Die dem Brennraum 4
zugeführte Luftmasse rl bzw. dessen Füllung wird dabei von
dem Steuergerät 16 unter anderem aus dem Signal LM des
Luftmassensensors 10 ermittelt. Gemäß einem Block 27 wird
die Brennkraftmaschine 1 weiterhin im Schichtbetrieb
betrieben.By adjusting the
Danach wird mittels eines Blocks 28 der Figur 2 in einen
instationären Homogenbetrieb umgeschaltet. Dies ist in der
Figur 3 in einem Zeitpunkt 41 der Fall.Then a
Gemäß einem Block 29 wird im Homogenbetrieb die in den
Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse rk in
Abhängigkeit von der dem Brennraum 4 zugeführten Luftmasse
rl derart gesteuert und/oder geregelt, daß ein
stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht, daß
also λ = 1 ist.According to a
Die auf diese Weise beeinflusste Kraftstoffmasse rk hat zur
Folge, daß - zumindest während einer gewissen Zeitdauer -
das von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Moment Md
ansteigen würde. Dies wird dadurch ausgeglichen, daß im
Zeitpunkt 41, also mit dem Umschalten in den
Homogenbetrieb, der Zündwinkel ZW, ausgehend von dem Wert
zwsch derart verstellt wird, daß das abgegebene Moment Md
ein sich unter anderem aus dem angeforderten Moment
ergebendes Soll-Moment mdsoll beibehält und damit etwa
konstant bleibt.The fuel mass rk influenced in this way has
Consequence that - at least for a certain period of time -
the torque Md output by the internal combustion engine 1
would increase. This is compensated for by the fact that
Zu diesem Zweck wird die Kraftstoffmasse rk aus der dem Brennraum 4 zugeführten Luftmasse rl unter Zugrundelegung eines stöchiometrischen Kraftstoff/Luft-Gemischs ermittelt. Des weiteren wird der Zündwinkel ZW in Abhängigkeit von dem Soll-Moment mdsoll in Richtung einer Spätzündung verstellt. Im Hinblick auf diese Spätverstellung liegt somit noch eine gewisse Abweichung von dem normalen Homogenbetrieb vor, mit der vorübergehend die noch zuviel zugeführte Luftmasse und das daraus resultierende zuviel erzeugte Moment der Brennkraftmaschine 1 vernichtet wird.For this purpose, the fuel mass rk from the Combustion chamber 4 supplied air mass rl on the basis of a stoichiometric fuel / air mixture. Furthermore, the ignition angle ZW is dependent on the Target torque must be adjusted in the direction of a late ignition. With regard to this late adjustment, there is still one certain deviation from normal homogeneous operation before, with the temporarily too much air mass and the resulting too much generated moment of Internal combustion engine 1 is destroyed.
In einem Block 30 wird geprüft, ob die dem Brennraum 4
zugeführte Luftmasse rl schließlich auf diejenige Füllung
gefallen ist, die zu einem stationären Homogenbetrieb bei
einem stöchiometrischem Kraftstoff/Luft-Gemisch gehört. Ist
dies noch nicht der Fall, so wird in einer Schleife über
den Block 29 weiter abgewartet. Ist dies jedoch der Fall,
so wird die Brennkraftmaschine 1 in dem stationären
Homogenbetrieb ohne eine Zündwinkelverstellung mittels des
Blocks 31 weiterbetrieben. In der Figur 3 ist dies in einem
mit der Bezugsziffer 42 gekennzeichneten Zeitpunkt der
Fall.A
In diesem stationären Homogenbetrieb entspricht die dem
Brennraum 4 zugeführte Luftmasse der Füllung rlhom für den
Homogenbetrieb und der Zündwinkel zwhom für die Zündkerze 9
entspricht ebenfalls demjenigen für den Homogenbetrieb.
Entsprechendes gilt für die Drehstellung wdkhom der
Drosselklappe 12.This corresponds to that in this stationary homogeneous operation
Combustion chamber 4 supplied air mass of the filling rlhom for the
Homogeneous operation and the ignition angle zwhom for the spark plug 9
also corresponds to that for homogeneous operation.
The same applies to the rotary position
In der Figur 3 ist der stationäre Schichtbetrieb als Bereich A, der instationäre Schichtbetrieb als Bereich B, der instationäre Homogenbetrieb als Bereich C und der stationäre Homogenbetrieb als Bereich D gekennzeichnet.In Figure 3, the stationary shift operation is as Area A, the unsteady shift operation as area B, the unsteady homogeneous operation as area C and the stationary homogeneous operation marked as area D.
In der Figur 4 ist ein Umschalten von einem Homogenbetrieb in einen Schichtbetrieb dargestellt. Dabei wird von einem stationären Homogenbetrieb ausgegangen, in dem beispielsweise aufgrund der Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 in einen stationären Schichtbetrieb übergegangen werden soll.FIG. 4 shows a switchover from homogeneous operation represented in a shift operation. It is from one stationary homogeneous operation in which for example, due to the size of the company Internal combustion engine 1 in a stationary shift operation should be transferred.
Die Umschaltung in den Schichtbetrieb wird von dem
Steuergerät 16 dadurch eingeleitet, daß die Anforderung des
Homogenbetriebs zurückgenommen wird. Nach einer Entprellung
wird die Umschaltung in den Schichtbetrieb freigegeben und
es wird die Drosselklappe 12 in diejenige Drehstellung
gesteuert, die für den Schichtbetreib vorgesehen ist. Dabei
handelt es sich um eine Drehstellung, bei der die
Drosselklappe 12 weitgehend geöffnet ist. Dies ist durch
den Übergang von wdkhom nach wdksch in der Figur 4
dargestellt.The switch to shift operation is carried out by the
Dabei ist es möglich, daß dieser Übergang ohne oder mit
Berücksichtigung eines Drosselklappen-Überschwingers von
dem Steuergerät 16 weiterverarbeitet wird. Dies ist in der
Figur 4 durch durchgezogene oder gestrichelte Linien
dargestellt.It is possible that this transition with or without
Consideration of a throttle overshoot from
the
Das Öffnen der Drosselklappe 12 hat zur Folge, daß die dem
Brennraum 4 zugeführte Luftmasse rl zunimmt. Dies geht in
der Figur 4 aus dem Verlauf von rlhom hervor. Danach
erfolgt die Umschaltung von dem beschriebenen instationären
Homogenbetrieb in einen instationären Schichtbetrieb. Dies
ist in der Figur 4 in dem Zeitpunkt 43 der Fall.The opening of the
Vor dem Umschalten in den Schichtbetrieb wird die zunehmende, dem Brennraum 4 zugeführte Luftmasse dadurch kompensiert, daß die eingespritzte Kraftstoffmasse rk erhöht und der Zündwinkel ZW nach spät verstellt wird. Dies ergibt sich in der Figur 4 aus dem Verlauf von rkhom und zwhom.Before switching to shift operation, the increasing air mass supplied to the combustion chamber 4 compensates that the injected fuel mass rk increased and the ignition angle ZW is retarded. This results from the course of rkhom and zwhom.
Nach dem Umschalten in den Schichtbetrieb wird die eingespritzte Kraftstoffmasse rk auf den Wert rksch für den Schichtbetrieb eingestellt. Entsprechendes gilt für den Zündwinkel ZW, der auf den Wert zwsch für den Schichtbetrieb eingestellt wird.After switching to shift operation, the injected fuel mass rk to the value rksch for the Shift operation set. The same applies to the Ignition angle ZW, which is between the values for the Shift operation is set.
In der Figur 4 ist der stationäre Homogenbetrieb als Bereich A, der instationäre Homogenbetrieb als Bereich B, der instationäre Schichtbetrieb als Bereich C und der stationäre Schichtbetrieb als Bereich D gekennzeichnet.4 shows the stationary homogeneous operation as Area A, the transient homogeneous operation as area B, the transient shift operation as area C and the stationary shift operation marked as area D.
In der Figur 5a ist ein erstes Verfahren dargestellt, das
während des Umschaltvorgangs von dem Schichtbetrieb in den
Homogenbetrieb nach den Figuren 2 und 3 oder umgekehrt nach
der Figur 4 angewendet werden kann. Das Verfahren dient
dazu, Drehmomentänderungen der Brennkraftmaschine 1, also
Änderungen des abgegebenen Ist-Moments Md während des
Umschaltvorgangs zu erkennen. Die in der Figur 5a gezeigten
Blöcke stellen dabei Funktionen des Verfahrens dar, die
beispielsweise in der Form von Softwaremodulen oder
dergleichen in dem Steuergerät 16 realisiert sind.FIG. 5a shows a first method that
during the changeover from shift operation to
Homogeneous operation according to Figures 2 and 3 or vice versa
4 can be used. The procedure serves
to, torque changes of the internal combustion engine 1, that is
Changes in the delivered actual torque Md during the
Switching process to recognize. The shown in Figure 5a
Blocks represent functions of the method that
for example in the form of software modules or
The like are realized in the
In dem Bereich A der Figuren 3 und 4 wird von dem
Steuergerät 16 in einem Block 50 ein erster
Drehzahlgradiend dN(1) aus der in zwei aufeinanderfolgenden
Zeitpunkten erfaßten Drehzahl N der Brennkraftmaschine 1
berechnet.In area A of FIGS. 3 and 4, the
Danach wird in den darauffolgenden Bereichen B, C und D der
Figuren 3 und 4 von dem Steuergerät 16 jeweils zumindest
einmalig, gegebenenfalls auch mehrmals in einem Block 51
eine erwartete Drehzahl N' in Abhängigkeit von dem ersten
Drehzahlgradienten dN(1) bzw. weiteren Drehzahlgradienten
dN(i) und dem Soll-Moment mdsoll berechnet, wobei das Soll-Moment
mdsoll unter anderem abhängig ist von demjenigen
Moment, das der Fahrer über das Fahrpedal 17 von der
Brennkraftmaschine 1 anfordert. Diese erwartete Drehzahl N'
wird in einem Blcok 52 mit der erfaßten Drehzahl N der
Brennkraftmaschine 1 verglichen.Then in the following areas B, C and D the
Figures 3 and 4 of the
Ist die Differenz kleiner als eine erlaubte Drehzahldifferenz _N, ist also der Betrag von N'-N < _N, so wird daraus auf eine geringe Drehmomentänderung der Brennkraftmaschine 1 geschlossen. Dies bedeutet gleichzeitig, daß die Brennkraftmaschine 1 kein Ruckeln oder dergleichen während des Umschaltvorgangs aufweist. Es werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen.If the difference is smaller than an allowed one Speed difference _N, is the amount of N'-N <_N, see above this results in a slight change in torque Internal combustion engine 1 closed. this means at the same time that the internal combustion engine 1 no bucking or the like during the switching process. It no further action is taken.
Ist die Differenz größer als die erlaubte Drehzahldifferenz _N, ist also der Betrag von N'-N > _N, so wird daraus auf eine Drehmomentänderung geschlossen, die ein Ruckeln der Brennkraftmaschine 1 zur Folge hat bzw. darstellt. In diesem Fall wird also aus dem Überschreiten der erlaubten Drehzahldifferenz _N auf eine Laufunruhe bzw. ein Ruckeln während des Umschaltvorgangs geschlossen.If the difference is greater than the permitted speed difference _N, if the amount of N'-N> _N, then it becomes closed a torque change that caused a bucking of the Comprises internal combustion engine 1 or represents. In In this case, the permissible limit is exceeded Speed difference _N due to uneven running or jerking closed during the switching process.
Danach wird in einem Block 53 aus den beiden zeitlich
zuletzt erfaßten Drehzahlen N der Brennkraftmaschine 1 ein
weiterer Drehzahlgradient dN(i) berechnet, der mit dem
zuletzt berechneten Drehzahlgradienten dN(i-1) verglichen
wird. Ergibt sich dabei ein etwa stetiger Verlauf der
Drehzahlgradienten, so wird daraus geschlossen, daß die
festgestellte Drehmomentänderung auf einer Laständerung
beruht, also eine Folge beispielsweise einer Steigung ist,
und daß damit kein Ruckeln und keine Laufunruhe vorliegen.
Es werden deshalb keine weiteren Maßnahmen ergriffen.Thereafter, in a
Ergibt sich jedoch ein unstetiger Verlauf der berechneten Drehzahlgradienten, so wird dies als Bestätigung von Laufunruhen und dergleichen während des Umschaltvorgangs gewertet. Dies hat in einem Block 54 Gegenmaßnahmen zur Folge, die dem Ruckeln bzw. der Laufunruhe entgegenwirken sollen, und die noch erläutert werden.However, there is an inconsistent course of the calculated Speed gradient, this is used as a confirmation of Unrest and the like during the switching process scored. This has 54 countermeasures in a block Result that counteract the jerking or the uneven running should, and which will be explained.
In der Figur 5b ist ein zweites Verfahren dargestellt, das
während des Umschaltvorgangs von dem Schichtbetrieb in den
Homogenbetrieb nach den Figuren 2 und 3 oder umgekehrt nach
der Figur 4 angewendet werden kann. Das Verfahren dient
dazu, Drehmomentänderungen der Brennkraftmaschine 1, also
Änderungen des Ist-Moments Md während des Umschaltvorgangs
zu erkennen. Die in der Figur 5b gezeigten Blöcke stellen
dabei Funktionen des Verfahrens dar, die beispielsweise in
der Form von Softwaremodulen oder dergleichen in dem
Steuergerät 16 realisiert sind.FIG. 5b shows a second method which
during the changeover from shift operation to
Homogeneous operation according to Figures 2 and 3 or vice versa
4 can be used. The procedure serves
to, torque changes of the internal combustion engine 1, that is
Changes in the actual torque Md during the switching process
to recognize. Make the blocks shown in Figure 5b
functions of the method, which are described, for example, in
the form of software modules or the like in the
In jedem der Bereiche A, B, C und D der Figuren 3 und 4
werden in Blöcken 55, 56 zumindest zwei Drehzahlen N der
Brenkraftmaschine 1 in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten
erfaßt, aus denen dann ein Drehzahlgradient dN(i) von dem
Steuergerät 16 berechnet wird. Jeweils zwei nacheinander
berechnete Drehzahlgradienten dN(i) und dN(i+1) werden in
einem Block 57 miteinander verglichen. Ergibt sich dabei
ein etwa stetiger Verlauf der Drehzahlgradienten, so wird
daraus geschlossen, daß keine oder nur auf Laständerungen
beruhende Drehmomentänderungen vorhanden sind, die eine
Folge beispielsweise einer Änderung des Fahrwiderstandes
sind, und daß damit kein Ruckeln und keine Laufunruhe
vorliegen. Es werden deshalb keine weiteren Maßnahmen
ergriffen.In each of the areas A, B, C and D of FIGS. 3 and 4
are
Ergibt sich jedoch ein unstetiger Verlauf der berechneten Drehzahlgradienten, so wird daraus auf ein Ruckeln bzw. auf Laufunruhen und dergleichen während des Umschaltvorgangs geschlossen. Dies hat in einem Block 58 Gegenmaßnahmen zur Folge, die dem Ruckeln bzw. der Laufunruhe entgegenwirken sollen, und die noch erläutert werden.However, there is an inconsistent course of the calculated Speed gradient, so it is a judder or on Unrest and the like during the switching process closed. This has 58 countermeasures in a block Result that counteract the jerking or the uneven running should, and which will be explained.
Sind nach einem der Verfahren der Figuren 5a oder 5b
Änderungen des Ist-Moments Md der Brennkraftmaschine 1
während des Umschaltvorgangs erkannt worden, so werden in
den Blöcken 54 bzw. 58 Gegenmaßnahmen eingeleitet. Bei
diesen Gegenmaßnahmen handelt es sich um Veränderungen der
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1, mit denen das Ist-Moment
Md der Brennkraftmaschine 1 beeinflußt wird.Are according to one of the methods of Figures 5a or 5b
Changes in the actual torque Md of the internal combustion engine 1
have been recognized during the switching process, so in
countermeasures initiated in
Bei einem Umschaltvorgang vom Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb nach den Figuren 2 und 3 werden im Bereich A keine Änderungen der Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 vorgenommen.When switching from shift operation to Homogeneous operation according to Figures 2 and 3 are in area A no changes in the operating parameters of the internal combustion engine 1 made.
Bei im Bereich B festgestellten Drehmomentänderungen wird die in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoffmasse rk derart vermindert oder erhöht, daß die festgestellten Drehmomentänderungen geringer werden. Bei im Bereich C festgestellten Drehmomentänderungen wird der Zündwinkel ZW bzw. der Zündzeitpunkt derart nach spät verstellt, so daß die überhöhte Füllung rl des Brennraums 4 kompensiert und damit die Drehmomentänderungen vermindert werden. Bei festgestellten Drehmomentänderungen in den Bereichen B und C handelt es sich um dynamische Drehmomentänderungen, die durch adaptive Änderungen der jeweils genannten Betriebsgrößen bleibend korrigiert werden können.When torque changes are detected in area B. the fuel mass rk to be injected into the combustion chamber 4 reduced or increased in such a way that the observed Torque changes are less. In area C determined changes in torque is the ignition angle ZW or the ignition timing is adjusted so late that the excessive filling rl of the combustion chamber 4 compensates and so that the torque changes are reduced. at detected torque changes in areas B and C are dynamic torque changes that by adaptive changes to the above Farm sizes can be permanently corrected.
Bei im Bereich D festgestellten Drehmomentänderungen handelt es sich um statische Drehmomentänderungen, die durch eine entsprechende adaptive Beeinflussung der im Schichtbetrieb in den Brennraum 4 einzuspritzenden Kraftstoffmasse rk oder durch Beeinflussung der im Homogenbetrieb einzustellenden Luftmasse rl und des Kraftstoffes rk ausgeglichen werden können.With torque changes detected in area D. are static torque changes that through a corresponding adaptive influencing of the Shift operation to be injected into the combustion chamber 4 Fuel mass rk or by influencing the im Homogeneous operation air mass rl and des Fuel rk can be compensated.
Bei einem Umschaltvorgang vom Homogenbetrieb in den Schichtbetrieb nach der Figur 4 werden im Bereich A keine Änderungen der Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 vorgenommen.When switching from homogeneous to Shift operation according to FIG. 4 does not occur in area A. Changes in the operating variables of the internal combustion engine 1 performed.
Bei im Bereich B festgestellten Drehmomentänderungen wird der Zündwinkel ZW bzw. der Zündzeitpunkt derart nach spät verstellt, so daß die überhöhte Füllung rl des Brennraums 4 kompensiert und damit die Drehmomentänderungen vermindert werden. Bei im Bereich C festgestellten Drehmomentänderungen wird die in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoffmasse rk derart vermindert oder erhöht, daß die festgestellten Drehmomentänderungen geringer werden. Bei festgestellten Drehmomentänderungen in den Bereichen B und C handelt es sich um dynamische Drehmomentänderungen, die durch adaptive Änderungen der jeweils genannten Betriebsgrößen bleibend korrigiert werden können.When torque changes are detected in area B. the ignition angle ZW or the ignition timing is late adjusted so that the excessive filling rl of the combustion chamber 4th compensated and thus the torque changes reduced become. When detected in area C. Torque changes are in the combustion chamber 4th Fuel mass rk to be injected is reduced or so increases the detected torque changes decrease. If torque changes are found in areas B and C are dynamic Torque changes caused by adaptive changes in the the respective sizes of operations are permanently corrected can.
Bei im Bereich D festgestellten Drehmomentänderungen handelt es sich um statische Drehmomentänderungen, die durch eine entsprechende adaptive Beeinflussung z.B. der im Schichtbetrieb in den Brennraum 4 einzuspritzenden Kraftstoffmasse rk ausgeglichen werden können.With torque changes detected in area D. are static torque changes that through a corresponding adaptive influence e.g. the in Shift operation to be injected into the combustion chamber 4 Fuel mass rk can be compensated.
Die genannten Beeinflussungen von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zur Kompensation von Laufunruhen bzw. eines Ruckelns während eines Umschaltvorgangs können dabei sofort vorgenommen werden, so daß gegebenenfalls noch eine Wirkung während des aktuellen Umschaltvorgangs auftritt. Es ist aber ebenfalls möglich, daß die Beeinflussungen derarut ausgeführt werden, daß eine Wirkung erst bei dem nächsten Umschaltvorgang vorhanden ist.The above-mentioned influencing of company variables of Internal combustion engine 1 for compensation of uneven running or jerking during a switching process can be made immediately, so that, if necessary, another Effect occurs during the current switching process. It but it is also possible that the influences derarut be carried out that an effect only with the next Switching process is present.
Claims (13)
- Method for operating an internal combustion engine (1), in particular of a motor vehicle, in which fuel is injected directly into a combustion chamber (4) either in a first operating mode during a compression phase or in a second operating mode during an induction phase, in which the engine is switched between the two operating modes and in which the operating variables which influence the actual moment (Md) of the internal combustion engine (1) are controlled differently in the two operating modes as a function of a desired moment (mdsoll), characterized in that a change in the actual moment (Md) while the engine is being switched between operating modes is determined (Fig. 5a, Fig. 5b), and in that at least one of the operating variables is influenced (54, 58) as a function of this change.
- Method according to Claim 1, characterized in that the change in the actual moment (Md) is determined (50, 51, 52, 53, 55, 56, 57) as a function of the recorded rotational speed (N) of the internal combustion engine.
- Method according to one of Claims 1 and 2, characterized in that an expected rotational speed (N') is determined (51) as a function of the desired moment (mdsoll), and in that the expected rotational speed (N') is compared (52) with the recorded rotational speed (N) of the internal combustion engine (1).
- Method according to Claim 3, characterized in that at least one of the operating variables of the internal combustion engine (1) is influenced if the recorded rotational speed (N) deviates from the expected rotational speed (N') by more than a predeterminable rotational speed difference (λN).
- Method according to Claim 4, characterized in that no influencing measure is carried out if a plurality of successive rotational-speed differences (dN(i-1), dN(i)) have an approximately constant curve (53).
- Method according to one of Claims 1 to 2, characterized in that at least two rotational speed gradients (dN(i), dN(i+1)) are determined (55, 56) from the recorded rotational speed (N) of the internal combustion engine (1), and in that two of the rotational-speed gradients (dN(i-1), dN(i)) are compared (57) with one another.
- Method according to Claim 6, characterized in that at least one of the operating variables of the internal combustion engine (1) is influenced (58) if the two rotational-speed gradients (dN(i-1), dN(i)) have a curve which is not constant.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that the influencing of one of the operating variables is carried out adaptively.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that the influencing of one of the operating variables is only carried out for the next operation of switching over the engine.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the first operating mode the mass of fuel (rk) which is injected is influenced in particular in the sense of an increase.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second operating mode the ignition angle (ZW) or the ignition time is influenced in particular in the sense of a shift towards a later point.
- Control element, in particular read only memory, for a control unit (16) of an internal combustion engine (1), in particular of a motor vehicle, which stores a program which can run on a computer unit, in particular on a microprocessor, and is suitable for carrying out a method according to one of Claims 1 to 11.
- Internal combustion engine (1) in particular for a motor vehicle, having an injection valve (8), by which fuel can be injected directly into a combustion chamber (4) either, in a first operating mode, during a compression phase or, in a second operating mode, during an induction phase, and having a control unit (16) for switching between the two operating modes and for differently controlling the operating variables which influence the actual moment (Md) of the internal combustion engine (1) in the two operating modes as a function of a desired moment (mdsoll), characterized in that a change in the actual moment (Md) during an operation of switching between the two operating modes can be determined by the control unit (16) (Fig. 5a, Fig. 5b), and in that at least one of the operating variables can be influenced (54, 58) by the control unit (16) as a function of this change.
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