EP1458966A2 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine; insbesondere für kraftfahrzeuge - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine; insbesondere für kraftfahrzeuge

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EP1458966A2
EP1458966A2 EP02798245A EP02798245A EP1458966A2 EP 1458966 A2 EP1458966 A2 EP 1458966A2 EP 02798245 A EP02798245 A EP 02798245A EP 02798245 A EP02798245 A EP 02798245A EP 1458966 A2 EP1458966 A2 EP 1458966A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection
homogeneous
operating state
split
fuel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02798245A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Wagner
Thomas Wenzler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1458966A2 publication Critical patent/EP1458966A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
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    • F02D41/402—Multiple injections
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    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular for motor vehicles, in which it is provided for heating a catalytic converter that between a homogeneous operating state with a unique; and an operating state with split injection of fuel is switched to at least two injection times in a combustion chamber of the internal combustion engine, with split injection both injection times before an ignition of a fuel / air mixture.
  • Such a method is known, for example, from DE 101 00 682.9, in which a method is described for heating a catalytic converter in internal combustion engines with gasoline direct injection, with the steps:
  • Vehicles with internal combustion engines require catalytic converters in the exhaust tract for exhaust gas purification. These catalysts must be brought to operating temperature as quickly as possible after a cold start, so that means for heating are provided. For example, the catalyst can be heated by high exhaust gas temperatures after a cold start. This so-called “motorized heating” has the advantage of doing without additional components.
  • the exhaust gas temperature can in principle be increased by reducing the efficiency of the combustion.
  • a deterioration in the efficiency of engine combustion can be brought about, for example, by a deviation of the ignition point from the optimum point in time, the optimum point in time being defined by the maximum degree of efficiency. Due to the loss in efficiency, the exhaust gas is hotter compared to the operation without
  • catalyst temperatures can improve emissions through slightly lean exhaust gas lambda. Leaning is only possible to a limited extent when the engine is cold.
  • the additional fuel mass must be burnt out.
  • its design must be optimized with regard to mixing and low thermal mass. This can limit other goals such as reducing installation space and optimizing performance.
  • the after-reaction will be worse when the exhaust manifold is cold. It is therefore hardly possible to reduce emissions here shortly after staring.
  • Injection sets a different mixture distribution, rich in the center of the combustion chamber and lean on the wall of the combustion chamber, the wall heat loss can be reduced.
  • this can have the following effects:
  • the invention now provides a method in which a sudden change in the setting parameters and thus also of the torque can warn reduced, while improving the heating of the catalyst
  • the invention achieves this object by means of a previously described method, in which, when switching over from the homogeneous operating state to the operating state with split injection, the first injection time essentially corresponds to the injection point of the homogeneous operating state and the second injection time of the split injection initially takes place so early that this takes place
  • the resulting mixture corresponds approximately to a homogeneous mixture and after the switchover has taken place, the second injection point is postponed until a predetermined mixture preparation is available, and the switchover from the operating state with split injection to the homogeneous operating point reverses the shift in the second injection point, ie in the direction of the first Injection time takes place
  • the shift can take place continuously or step by step, with the individual discrete sections in each case being selected such that no jump in moment can be felt by the driver
  • the mixture shortly after the switchover to an operating state with split injection corresponds approximately to a homogeneous mixture with single injection. Since the switchover between simple, high-level and split injection always takes place with a second injection that is very early, i.e. close to the first injection, the ignition timing and air filling need only be minimally adjusted immediately after the switchover. After switching to the split
  • the second injection time is then postponed late, at the actual setpoint.
  • the air filling quantity is adjusted here and in the opposite case the air filling quantity is adjusted again before switching back.
  • the air filling quantity will be increased when switching to an operating state with split injection. It may also be necessary to adjust the ignition timing.
  • the invention relates to a method in which a check is carried out before switching over to determine whether the air fill quantity in the combustion chamber exceeds a predetermined limit value. This is necessary because the accuracy of the fuel metering is only guaranteed from certain injection quantities. When dividing the injection, the accuracy of the fuel metering is changed because there are now two short injection times compared to one long injection time. In this respect, it is necessary that there are at least medium air fillings, both of which must be approximately the same size. The first can only be reached when large air fillings are reached Injection quantity can be varied compared to the second injection quantity in the split injection.
  • the displacement of the second injection time takes place continuously or in several separate discrete steps.
  • a continuous adjustment with a continuous adjustment of the ignition timing and the air filling quantity is particularly preferred.
  • the ignition timing is shifted in order to change the efficiency.
  • the invention comprises a computer program which is suitable for carrying out the method as described above when it is executed on a computer.
  • the computer program can in particular be stored on a memory, in particular a flash memory.
  • the invention comprises a control and / or regulating device for operating an internal combustion engine, which comprises a memory on which a computer program, as described above, is stored.
  • control and regulating device is used to control all processes in the engine, such as metering the respective injection quantities, setting the ignition times, metering the corresponding air quantities, etc.
  • the invention also includes one
  • Fuel injection device via which the fuel enters the combustion chamber, the internal combustion engine comprising a control and / or regulating device, and a catalytic converter, wherein, in particular for heating the catalytic converter, it is provided that a switchover between a homogeneous operating state with a one-off and a Operating state with split injection of
  • Fuel is provided on at least two injection times in a combustion chamber of the internal combustion engine, with split injection both injection times before an ignition of a fuel / air mixture, immediately after the switching process from the homogeneous
  • the first injection time essentially corresponds to the first injection time of the homogeneous operating state and the second injection time of the split injection is so close to the first injection time that the resulting mixture approximately corresponds to a homogeneous mixture and the second injection time then can be shifted late from the first injection time until a predetermined mixture preparation is available and, when switching from the operating state with split injection to the homogeneous operating state, the second injection time can be shifted in reverse.
  • Engine running is improved, poorer efficiency (later ignition timing) is possible with better running smoothness, and the mixture can be emaciated more.
  • Figure 1 shows an internal combustion engine 1 Motor vehicle in which a piston 2 m a cylinder 3 can be moved back and forth.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, which is delimited, among other things, by the piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 5.
  • With the inlet valve 5 is an intake pipe 7 and with
  • Exhaust valve 6 coupled to an exhaust pipe 8. In the area of the inlet valve 5 and the outlet valve 6, an injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber. Fuel can be injected into the combustion chamber 4 via the injection valve 9. The fuel in the combustion chamber 4 can be ignited with the spark plug 10.
  • a rotatable throttle valve 11 is accommodated, via which air can be supplied to the intake pipe 7.
  • the amount of air supplied depends on the
  • a catalytic converter 12 is accommodated in the exhaust pipe 8 and serves to clean the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel.
  • An exhaust gas recirculation pipe 13 leads from the exhaust pipe 8 back to the intake pipe 7.
  • An exhaust gas recirculation valve 14 is accommodated in the exhaust gas recirculation pipe 13, with which the amount of exhaust gas recirculated into the intake pipe 7 can be adjusted.
  • a tank ventilation line 16 leads from a fuel tank 15 to the intake pipe 7.
  • a tank filling valve 17 is accommodated in the tank ventilation line 16, with which the amount of fuel vapor supplied to the intake pipe 7 from the fuel tank 15 can be adjusted.
  • the piston 2 is caused by the combustion of the fuel in the combustion chamber 4 in a back and forth movement, which is transmitted to a crankshaft, not shown, and exerts a torque on them.
  • a control device 18 for control and / or regulation is acted upon by input signals 19, which represent operating variables of the engine 1 measured by sensors.
  • the control unit 18 is connected to an air mass sensor, a lambda sensor, a speed sensor and the like.
  • the control unit 18 is connected to an accelerator pedal sensor which generates a signal which indicates the position of an accelerator pedal which can be actuated by a driver and thus the requested torque.
  • the control unit 18 generates output signals 20 with which the behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced via actuators or actuators.
  • the control unit 18 is connected to the injection valve 9, the spark plug 10 or the throttle valve 11 and the like and generates the signals required to control them.
  • control unit 18 is provided to control and / or regulate the operating variables of the internal combustion engine 1.
  • the fuel injected by the injection valve 9 into the combustion chamber 4 is from the
  • Control unit 18 is controlled and / or regulated in particular with regard to low fuel consumption and / or low pollutant development.
  • the control unit 18 is provided with a microprocessor (computer) which is in a
  • Storage medium in particular a flash memory, has stored a program which is suitable for carrying out the control and / or regulation mentioned.
  • control unit 18 determines the control unit 18
  • Throttle valve angle and the injection pulse width that represent essential, coordinated control variable for realizing the desired torque, the exhaust gas composition and the exhaust gas temperature.
  • Another essential control variable for influencing these variables is the angular position of the ignition relative to the piston movement.
  • the catalyst temperature can be determined, both measurements and modulation from the operating variables being considered here.
  • the throttle valve 11 is partially opened or closed depending on the desired torque.
  • the fuel is injected into the combustion chamber 4 by the injection valve 9 during an induction phase caused by the piston 2.
  • the injected fuel is swirled by the air simultaneously sucked in via the throttle valve 11 and is thus distributed substantially uniformly in the combustion chamber 4.
  • the fuel / air mixture is then compressed during the compression phase in order to then be ignited by the spark plug 10.
  • the piston 2 is driven by the expansion of the ignited fuel.
  • the resulting torque essentially depends on the position of the throttle valve 11 in homogeneous operation. This is essentially closed in the starting phase.
  • the efficiency of the combustion deteriorates by the ignition taking place at a later crank angle.
  • the ignited mixture is stoichiometric or slightly lean.
  • the smooth running of the engine is not satisfactory.
  • the internal combustion engine 1 is nevertheless started in the homogeneous operating mode, since the air quantity at the start is not always sufficient for a split injection.
  • a switchover to an operating state with split injection is carried out to heat the catalytic converter 12.
  • a first injection quantity is first injected into the combustion chamber and a second injection quantity at a later crank angle, both injection times being before the ignition point of the spark plug 10.
  • the division of the injection results in a mixture stratification, a rather rich mixture being present on the spark plug 10, although the total lambda in the entire combustion chamber 4 is still lean.
  • the rich mixture around the candle ensures reliable ignition even with a very lean sum lambda.
  • a safe, quick burning of the mixture can be guaranteed - despite late ignition. This increases the
  • the changeover can initially only take place if there is a minimum air filling, since otherwise the amount of fuel to be injected per injection is too small to ensure that the regulation of the
  • Fuel supply has sufficient accuracy.
  • the torque development is very different due to the different mixture type and the different combustion speed with simple homogeneous injection and split injection. Therefore, with the changeover, the ignition timing has to be shifted by leaps and bounds and the air filling changed quickly. Even if the torque development for these changes can be modeled precisely, tolerances in sensors and actuators result in inaccuracies. There can therefore be a moment jump that the driver perceives.
  • lambda deviations can occur because the accuracy of the fuel metering is different for both types of injection.
  • the mixture preparation be redesigned in such a way that the torque development of homogeneous and split injection at the time of the switchover is still similar. is. Any inaccuracies can no longer lead to a noticeable jump in moment.
  • the split injection is then continuously changed, ie the two injection times are pulled apart, the second injection time being shifted late until the desired mixture preparation has been achieved.
  • the second injection time is so early that it is approximately at the first injection time and therefore the mixture approximately corresponds to a homogeneous mixture with a single injection.
  • the ignition timing and air filling then only have to be adjusted once. After the switchover, the second injection point can then continuously at the actual setpoint, ie. H. be shifted in the direction of the ignition timing.
  • the ignition timing and air filling are adapted to the changed mixture preparation and torque development. In particular, the air filling is increased in order to counteract a loss of torque.
  • the ignition timing can be shifted further back with the same smooth running, since a split injection allows a higher running smoothness with poorer efficiency than a homogeneous injection.
  • the ignition timing is adjusted according to the higher charge and the changed mixture preparation. Overall, steps and jumps that occur at the maximum moment with optimal ignition can be approximated in such a way that the individual operating states are approximately merge continuously.
  • Figure 2 shows on the left side representations for the maximum torque with optimal ignition
  • the second representation from below shows the distance from bottom dead center with respect to the second
  • the ignition point in the case of a homogeneous injection is at a relatively large distance from the top dead center, ie early ignition takes place, since only then is smooth running with a homogeneous injection ensured.
  • this point in time is shifted backwards in order to counteract a further increase in the torque in a homogeneous operating mode in the case of the increased air filling which results from the uppermost representation. Moving the ignition point backwards, however, reduces the smooth running.
  • the ignition point must then be abruptly shifted to early in order to initially counteract a drop in torque while the air filling remains the same and thus achieve optimum ignition.
  • the ignition point can then be shifted backwards, whereby a shift can take place significantly further backwards, i.e. can be ignited at a later point in time than in a homogeneous operating mode, since the smoothness is not impaired even with poorer efficiency.
  • the air charge behaves approximately the same for the sudden changeover as for the continuous changeover, since this must be increased in an operating mode with split injection in order to be able to achieve an optimal torque.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Katalysator zur Aufheizung des Katalysators, bei dem zwischen einem homogenen Betriebszustand mit einmaliger und einem Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung von Kraftstoff auf mindestens zwei Einspritzzeitpunkte in einen Brennraum der Brennkraftmaschine umgeschaltet wird, wobei bei aufgeteilter Einspritzung beide Einspritzzeitpunkte vor einer Zündung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches liegen, wobei beim Umschaltvorgang vom homogenen Betriebszustand auf den Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung der erste Einspritzzeitpunkt im wesentlichen dem Einspritzzeitpunkt des homogenen Betriebszustandes entspricht und die zweite Einspritzung der aufgeteilten Einspritzung zunächst so früh erfolgt, dass das entstehende Gemisch beim Betrieb mit aufgeteilter Einspritzung annähernd einem homogenen Gemisch entspricht und nach der erfolgten Umschaltung der zweite Einspritzzeitpunkt nach spät verschoben wird, bis eine vorgegebene Gemischaufbereitung vorliegt und wobei bei einer Umschaltung vom Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung zum homogenen Betriebszustand die Verschiebung des zweiten Einspritzzeitpunktes umgekehrt erfolgt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraf maschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftf hrzeuge, bei dem zur Aufheizung eines Katalysators vorgesehen ist, dass zwischen einem homogenen Betriebszustand mit einmaliger; und einem Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung von Kraftstoff auf mindestens zwei Einspritzzeitpunkte in einem Brennraum der Brennkrafcmaschine umgeschaltet wird, wobei bei aufgeteilter Einspritzung beide Einspritzzeitpunkte vor einer Zündung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches liegen.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 101 00 682.9 bekannt, in der ein Verfahren beschrieben wird, zur Aufheizung eines Katalysators bei Verbrennungsmotoren mit Benzin-Direkteinspritzung mit den Schritten :
Verstellen der Zündung nach "spät", Prüfen, ob die Füllung der Zylinder mit Luft eine vorgegebene Schwelle überschreitet,
Aufteilung der Kra stoff -Einspritzung auf zwei Teilmengen, die vor der Zündung eingespritzt werden, wenn die Luftfüllung die Schwelle überschreitet.
Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor benötigen zur Abgasreinigung Katalysatoren im Abgastrakt. Diese Katalysatoren müssen nach einem Kaltstart möglichst schnell auf Betriebstemperatur gebracht werden, so dass Mittel zur Aufheizung vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Katalysator nach Kaltstart durch hohe Abgastemperaturen aufgeheizt werden. Dieses sogenannte "motorische Katheizen" hat den Vorzug, ohne zusätzliche Komponenten auszukommen.
Bei Verbrennungsmotoren kann prinzipiell die Abgastemperatur erhöht werden, indem der Wirkungsgrad der Verbrennung verschlechtert wird. Eine Wirkungsgradverschlechterung der motorischen Verbrennung kann beispielsweise durch eine Abweichung des Zündzeitpunktes vom optimalen Zeitpunkt herbeigeführt werden, wobei der optimale Zeitpunkt durch den maximalen Wirkungsgrad definiert wird. Durch die Wirkungsgradeinbuße ist das Abgas heißer im Vergleich zum Betrieb ohne
Wirkungsgradeinbuße. Es entfaltet daher eine verstärkte Heizwirkung im Katalysator.
Für Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung existieren prinzipiell zwei Möglichkeiten, die Abgastemperatur zu erhöhen, ohne zusätzliche Komponenten zu verbauen:
1. Späte Zündung zur Verschlechterung des Wirkungsgrades der Verbrennung. Das gezündete Gemisch ist dabei stöchio etrisch oder leicht mager.
2. Zusätzliche Einspritzung von Kraftstoff nach Zündung zur Nachverbrennung. Das gezündete Gemisch ist dabei sehr mager (Schichtbetrieb) .
Durch die ansteigende Laufunruhe ist bei homogenem Gemisch die Spätzündung begrenzt . Bei tiefen
Katalysatortemperaturen können die Emissionen darüber hinaus durch leicht mageres Abgaslambda verbessert werden. Eine Abmagerung ist bei kaltem Motor aber nur eingeschränkt möglich.
Wird zur Katalysatoraufheizung eine Nacheinspritzung vorgesehen, muss das Durchbrennen der zusätzlichen Kraf stoffmassε gewährleistet sein. Um eine sichere und vollständige Verbrennung im Abgaskrümmer zu gewährleisten, muss dieser in seiner Bauform optimiert werden hinsichtlich Durchmischung und geringer thermischer Masse. Andere Ziele wie Verringerung des Einbauraums und Leistungsoptimierung können dadurch eingeschränkt werden. Prinzipiell wird die Nachreaktion bei kaltem Abgaskrümmer schlechter ablaufen. Es können daher hier die Emissionen kurz nach dem Stare kaum verringert werden.
Da im Brennraum höhere Temperaturen herrschen, können bei einer Nachverbrennung im Brennraum bereits kurz nach Start geringe Emissionen erreicht werden. Soll der Kraftstoff noch im Brennraum zünden, so müssen die Betriebsparameter in einem engen Fenster gehalten werden. Insbesondere muss die Einspritzung sehr früh angesetzt werden und trägt daher deutlich zur Momententwicklung bei. Dies setzt für kleine
Lastpunkte sehr kurze Einspritzzeiten voraus, was sehr hohe Ansprüche an die Einspritzventile impliziert.
Durch die Aufteilung der Einspritzung vor Zündung ändert sich die Gemischaufbereitung. Durch diesen Gemischtyp kann daher der Motorlauf verbessert werden. Es ist grundsätzlich bei einem schlechteren Wirkungsgrad und damit einem späteren Zündzeitpunkt und einer höheren Abgastemperatur eine bessere Laufruhe erzielbar und das Gemisch kann früher nach dem Start stärker abgemagert werden als bei einem homogenen Gemisch durch einfache Einspritzung. Dadurch entstehen geringere Emissionen.
Allerdings ist die Genauigkeit von Einspritzventilen bei kleinen Mengen sehr schlecht. Es ist daher eine .Aufteilung der Einspritzung für kleinere Luf füllungen nicht möglich.
Um einen sicheren Start und Hochlauf des Motors, also der Brennkraf maschine, zu gewährleisten, kann für diese Phase noch eine einfache homogene Einspritzung notwendig sein. Eine Aufteilung der Einspritzung erfolgt dann erst, wenn ausreichend Luftfüllung vorhanden ist . Hierdurch werden zu kurze Ξinspritzzeiten vermieden, die zu einer ungenauen Kraf stoff -Zumessung führen würden.
Durch die Aufteilung der Einspritzung entsteht eine
Gemischschichtung. Dadurch kann an der Zündkerze ein eher fettes Gemisch anliegen, wobei das Summenlambda noch mager ist . Durch das fette Gemisch um die Kerze kann ein sicheres Zünden auch bei magerem Summenlambda sichergestellt werden.
Zusätzlich kann trotz später Zündung ein sicheres, schnelles Anbrennen des Gemischs gewährleistet werden, wodurch sich die Laufruhe bei später Zündung verbessert .
Da sich bei geteilter, vor der Zündung erfolgter
Einspritzung eine andere Gemischverteilung einstellt, fett in der Brennraummitte und mager an der Brennraumwand, kann der Wandwärmeverlust verringert werden. Abhängig von Brennraumform und den Parametern kann das folgende Auswirkungen haben:
(i) eine höherer Abgastemperatur bei gleicher Abgasmenge und daher mehr Heizleistung für den Katalysator,
(ii) eine geringe Abgasmenge bei gleicher Temperatur, da die Wandwärmeverluste geringer sind, wodurch die Verweilzelten der Schadstoffkomponenten im Krümmer und Katalysator länger werden und eine Nachreaktion gefördert wird. Die Emissionen nach Katalysator können also auch hierdurch verbessert werden.
Grundsätzlich muss mindestens einmal in der Startphase von der einfachen homogenen Einspritzung (Start und Hochlauf) zur aufgeteilten Einspritzung (Aufheizen des Katalysators) und zurück umgeschaltet werden. Da das Verhältnis bei der Einspritzmenge nicht oder nur wenig variiert werden kann, muss hart zwischen diesen beiden Gemischtypen umgeschaltet werden.
Hierbei kann es dazu kommen, dass der Fahrer die Umschaltung, die einen Momentensprung beeinhalten kann, als Ruck im Fahrzeug wahrnimmt . D e Mo tenentwicklung ist aufgrund des unterschiedlichen Gemischtyps und der anderen Verbrennungsgeschwindigkeit bei einfacher homogener Einspritzung und aufgeteilter Einspritzung stark unterschiedlich. Daher muss mit der Umschaltung der
Zündzeitpunkt sprunghaft verschoben und die Luftfüllung schnell geändert werden. Auch wenn die Momentenentwicklung für diese Änderung genau moduliert werden kann, entstehen durch Toleranzen von Sensoren und Aktuatoren Ungenauigkeiten, beispielsweise durch die ungenaue Erfassung der Luftfüllung und des Kurbelwinkels.
Darüber hinaus bestehen noch Ungenauigkeiten der Kraftstoffzu essung, da einmal zwei kurze Einspritzzeiten gegenüber einer langen Einspritzzeit gegeben sind.
Hierdurch kann es zusätzlich zu Lambda-Abweichungen kommen, wobei dieses Problem lediglich durch genauere Einspritzventile behoben werden kann.
Die Erfindung stellt nun ein Verfahren bereit, bei dem eine ruckartige Änderung der Emstellparameter und damit auch des Drehmomentes verringert warnen kann, bei gleichzeitig verbesserter Aufheizung des Katalysators
Die Erfindung lost diese Aufgabe durch ein zuvor beschriebenes Verfahren, bei dem beim Umschaltvαrgang vom homogenen Betriebszustand auf den Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung der erste Einspritzzeitpunkt im wesentlichen dem Emsprιtz2eιtρunkt des homogenen Betriebszustandes entspricht und der zweite Einspritzzeitpunkt der aufgeteilten Einspritzung zunächst so frυn erfolgt, dass das hierbei entstehende Gemisch annähernd einem homogenen Gemisch entspricht und nach der erfolgten Umschaltung der zweite Einspritzzeitpunkt nach spat verschoben wird, bis eine vorgegebene Gemischaufbereitung vorliegt, und wobei bei einer Umschaltung vom Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung zum homogenen Betriebszαstand die Verschiebung des zweiten Einspritzzeitpunktes umgekehrt, d h m Richtung des ersten Einspritzzeitpunktes erfolgt
Auf diese Weise kann die Gemischaufbereitung derart umgeschaltet werden, dass die Momentenentwicklung von homogener und aufgeteilter Einspritzung noch ähnlich ist Dadurch können eventuelle Ungenauigkeiten nicht mehr zu einem spurbaren Momentensprung fuhren Erst nach der Umschaltung wird die aufgeteilte Einspritzung kontinuierlich verändert, bis die gewünschte Gemischaufbereitung erreicht ist
D e Verschiebung kann dabei kontinuierlich oder schrittweise erfolgen, wobei die einzelnen diskreten Abschnitte jeweils so gewählt sein sollten, dass kein Momentensprung für den Fahrer spurbar ist
Das Optimale ist hierbei d_e kontinuierliche Verschiebung Die Aufgabe wird auch durch ein Computerprogramm, ein Steuer- und Regelgerät sowie eine 3rennkraf maschine gelöst, gemäß den Ansprüchen.
Dadurch, dass der zweite Ξinspritzzeitpunkt unmittelbar nach dem Umschalten dicht beim ersten Einspritzzeitpunkt liegt, entspricht das Gemisch kurz nach dem Umschalten auf einen Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung annäherungsweise einem homogenen Gemisch mit einzelner Einspritzung. Da die Umschaltung zwischen einfacher ho ogener und aufgeteilter Einspritzung immer mit einer zweiten Einspritzung erfolgt, die sehr früh liegt, also nahe bei der ersten Einspritzung, müssen Zündzeitpunkt und Luftfüllung unmittelbar nach der Umschaltung nur minimal angepasst werden. Nach der ümschaltung zur aufgeteilten
Einspritzung wird dann der zweite Einspritzzeitpunkt nach spät verschoben, zum eigentlichen Sollwert. Hierbei erfolgt eine Anpassung der Luftfüllmenga und im umgekehrten Fall erfolgt vor dem Zurückschalten wiederum eine Anpassung der Luftfüllmenge. So wird in der Regel die Luftfüllmenge bei der Ümschaltung auf einen Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung angehoben werden. Außerdem kann dabei eine Anpassung des Zündzeitpunktes notwendig werden.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem vor dem Umschalten geprüft wird, ob die Luftfüllmεnge in der Brennkammer einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt . Dies ist insofern notwendig, da die Genauigkeit der Kraf stoffzumessung erst ab gewissen Einspritzmengen sicher gegeben ist. Bei der Aufteilung der Einspritzung wird die Genauigkeit der Kraf stoffzumessung verändert, da nun zwei kurze Ξinspritzzeiten gegenüber einer langen Einspritzzeit vorliegen. Insofern ist es notwendig, dass zumindest mittlere Luftfüllungen vorliegen, wobei hierbei beide Praftstoff engen ungefähr gleich groß sein müssen. Erst wenn große Luftfüllungen erreicht werden, kann die erste Einspritzmenge gegenüber der zweiten Einspritzmenge bei der aufgeteilten Einspritzung variiert werden.
Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Verschiebung des zweiten Einspritzzeitpunktes kontinuierlich oder in mehreren separaten diskreten Schritten er olgt. Insbesondere eine kontinuierliche Verstellung mit einer kontinuierlichen Verstellung des Zündzeitpunktes sowie der Luf füllmenge ist besonders bevorzugt.
Es kann des weiteren vorgesehen sein, dass nach der Umschaltung vom homogenen Betriebszustand in den Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung und/oder vor dem Zurückschalten bei der Verschiebung des zweiten Einspritzzeitpunktes der Zündzeitpunkt verschoben wird, um den Wirkungsgrad zu verändern.
Insbesondere ist bei einer aufgeteilten Einspritzung ein späterer Zündzeitpunkt möglich, wodurch ein schlechterer Wirkungsgrad erzielbar ist, der auf der anderen Seite zu einer besseren Aufheizung des Katalysators führt. Trotz des schlechteren Wirkungsgrades aufgrund des späteren Zündzeitpunkts ist die Laufruhe bei einem Betrieb mit aufgeteilter Einspritzung jedoch verbessert.
Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogramm, das zur Durchführung des Verfahrens, wie es vorstehend beschrieben ist, geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann dabei insbesondere auf einem Speicher, insbesondere einem Flash-
Memory, abgespeichert sein.
Des weiteren umfasst die Erfindung ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, das einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm, wie es vorstehend beschrieben ist, abgespeichert ist. Ein derartiges Steuer- und Regelgerät dient zur Steuerung sämtlicher Vorgänge im Motor, wie beispielsweise Zumessung der jeweiligen Einspritzmengen, Einstellung der Zündzeitpunkte, Zumessung der entsprechenden Luftmengen etc .
Schließlich umfasst die Erfindung noch eine
Brennkraftmaschine mit einem Brennraum, mit einer
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, über welche der Kraftstoff in den Brennraum gelangt, wobei die Brennkraf maschine ein Steuer- und/oder Regelgerät umfasst, sowie einen Katalysator, wobei insbesondere zum Aufheizen des Katalysators vorgesehen ist, dass eine Umschaltung zwischen einem homogenen Betriebszustand mit einmaliger und einem Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung von
Kraftstoff auf mindestens zwei Emspritzzeitpunkte in einen Brennraum der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei bei aufgeteilter Einspritzung beide Einspritzzeitpunkte vor einer Zündung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches liegen, wobei unmittelbar nach dem Umschaltvorgang vom homogenen
Betriebszustand auf den Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung der erste Einspritzzeitpunkt im wesentlichen dem ersten Einspritzzeitpunkt des homogenen Betriebszustandes entspricht und der zweite Einspritzzeitpunkt der aufgeteilten Einspritzung zunächst so nahe beim ersten Einspritzzeitpunkt liegt, dass das hierbei entstehende Gemisch annähernd einem homogenen Gemisch entspricht und der zweite Einspritzzeitpunkt dann nach spät vom ersten Einspritzzeitpunkt weg verschiebbar ist, bis eine vorgegebene Gemischaufbereitung vorliegt und wobei bei einer Umschaltung vom Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung zum homogenen Betriebszustand der zweite Einspritzzeitpunkt umgekehrt verschiebbar ist.
Insgesamt werden durch die .Aufteilung der Einspritzung folgende Vorteile erreicht, da hier ein anderer Gemischtyp vorliegt •.
Es wird der Motorlauf verbessert, es ist bei besserer Laufruhe ein schlechterer 5 Wirkungsgrad (späterer Zündzεitpunk ) möglich und das Gemisch kann stärker abgemagert werden.
Gleichzeitig können durch die beschriebene Umschaltstrategie ruckartige Änderungen der
10 Einstellparameter vermieden werden. Die Gemischaufberεitung wird derart umgeschaltet, dass die Momentenentwicklungen von homogener und aufgeteilter Einspritzung derart ähnlich sind, dass Ungenauigkeiten beispielsweise durch Toleranzen von Sensoren und Aktuatoren nicht mehr zu einem spürbaren
15 Momentensprung führen. Darüber hinaus wird auch kein
Momentenverlust bei der Umschaltung spürbar, den der Fahrer in Form eines "Rucks" wahrnimmt.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der 20 Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
25 unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den
Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Dabei zeigt:
30 Figur 1 eine Brennkraftmaschine,
Figur 2 Parameterverläufe bei Umschaltung mit
Verschiebung des zweiten Einspritzzeitpunktes und bei spontaner Umschaltung.
J
Figur 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraf fahrzeugs, bei der ein Kolben 2 m einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar is . Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der u. a. durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 5 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem
Auslassventil 6 ein Abgasrohr 8 gekoppelt. Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum. 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 is . Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der
Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgaεrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient .
Von dem Abgasrohr 8 führt ein 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.
Von einem Kraftstofftank 15 führt eine Tankentlüftungsleitung 16 zu dem Ansaugrohr 7. In der Tankentlüftungsleitung 16 ist ein Tankfüllungsventil 17 untergebracht, mit dem die Menge des dem Ansaugrohr 7 zugeführten Kraftstoffdampfes aus dem Kraftstofftank 15 einstellbar ist.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffes 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 zur Steuerung und/oder Regelung ist von Eingangssignalen 19 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Erennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit einem Luf massensensor, 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 Aktuatoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusse werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 oder der Drosselklappe 11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
U. a. ist das Steuergerät 18 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraf maschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Insbesondere wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoff asse 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 (Computer) versehen, der in einem
Speichermedium, insbesondere einem Flash-Memory, ein Programm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Insbesondere bestimmt das Steuergerät 18 den
Drosselklappenwinkel und die Einspritzimpulsbreite, die wesentliche, aufeinander abzustimmende Stellgröße zur Realisierung des gewünschten Drehmomentes, der Abgaszusammensetzung und der Abgastemperatur darstellen. Eine weitere wesentliche Stellgröße zur Beeinflussung dieser Größen ist die Winkellage der Zündung relativ zur Kolbenbewegung .
In diesem Zuge kann die Katalysatortemperatur bestimmt werden, wobei hier zum einen sowohl Messungen als auch eine Modulierung aus den Betriebsgrößen in Frage kommen.
Insbesondere beim Start des Motors besteht jedoch das Problem, dass der Katalysator 12 noch nicht die ausreichende Betriebstemperatur besitzt. Es ist daher notwendig, dass der Katalysator 12 nach einem Kaltstart möglichst schnell auf Betriebstemperatur gebracht wird. Diese Aufheizung kann mit dem sogenannten motorischen Katheizen durch eine hohe Abgastemperatur erfolgen.
Der Start eines Motors erfolgt in der Regel in einer ersten Betriebsart, dem sogenannten "Homogenbetrieb" der
Brennkraftmaschine 1. Hierbei wird die Drosselklappe 11 in Abhängigkeit von dem gewünschten Drehmoment teilweise geöffnet bzw. geschlossen. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 9 während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen Ansaugphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Durch die gleichzeitig über die Drosselklappe 11 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 10 entzündet zu werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs wird der Kolben 2 angetrieben. Das entstehende Drehmoment hängt im homogenen Betrieb im wesentlichen von der Stellung der Drosselklappe 11 ab. Diese ist in der Startphase im wesentlichen geschlossen. Im Hinblick auf eine geringe Schadstoffentwicklung wird das Kraftstoff/Luft -Gemisch- möglichst bei Lambda = 1 oder Lambda > 1 - leicht mager - eingestellt .
Zur Erhöhung der Abgastemperatur kann dabei vorgesehen sein, den Wirkungsgrad der Verbrennung zu verschlechtern, indem die Zündung zu einem späteren Kurbelwinkel stattfindet . Das gezündete Gemisch ist dabei stöchiometrisch oder leicht mager eingestellt. Allerdings besteht bei einer homogenen Betriebsart hierbei der Nachteil, dass die Laufruhe des Motors nicht zufriedenstellend ist.
Erfindungsgemäß erfolgt dennoch der Start der Brennkraftmaschine 1 in der homogenen Betriebsart, da für eine geteilte Einspritzung die Luftmenge beim Startverlauf nicht immer ausreicht.
Sobald aus der Stellung der Drosselklappe 11 oder anderen Sensorsignalen auf eine ausreichend große, zumindest mittlere Luftfüllung geschlossen werden kann, wird zur Aufheizung des Katalysators 12 eine Umschaltung in einen Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung durchgeführt. Hierbei wird zunächst eine erste Einspritzmenge in den Brennraum eingespritzt und zu einem späteren Kurbelwinkel eine zweite Einspritzmenge, wobei beide Einspritzzeitpunkte vor dem Zündzeitpunkt der Zündkerze 10 liegen. Durch die Aufteilung der Einspritzung entsteht eine Gemischschichtung, wobei an der Zündkerze 10 ein eher fettes Gemisch anliegt, obwohl das Summenlambda in der gesamten Brennkammer 4 noch mager ist. Durch das fette Gemisch um die Kerze kann ein sicheres Zünden auch bei sehr magerem Summenlambda sichergestellt werden. Zusätzlich kann - trotz später Zündung - ein sicheres, schnelles Anbrennen des Gemisches gewährleistet werden. Dadurch erhöht sich die
Laufruhe auch bei später Zündung und damit schlechterem Wirkungsgrad. Es können auf diese Weise Wandwärmeverluste verringert werden und es sind höhere Abgastemperaturen bei gleicher Abgasmenge erzielbar. Damit wird die Aufheizung des Katalysators schneller erreicht . r-
Se der Umstellung stellen sich nun folgende Probleme: So kann zunächst die Umschaltung nur erfolgen, wenn eine Mindεst-Luftfüllung vorliegt, da ansonsten die einzuspritzende Kraftstoffmenge je Einspritzung zu gering ist, um zu gewährleisten, dass die Regelung der
Kraf stoffzufuhr eine ausreichende Genauigkeit besitzt . Darüber hinaus ist die Momentenentwicklung aufgrund des unterschiedlichen Gemischtyps und der anderen Verbrennungsgeschwindigkeit bei einfacher homogener Einspritzung und aufgeteilter Einspritzung stark unterschiedlich. Daher muss mit der Umschaltung der Zündzeitpunkt sprunghaft verschoben und die Luftfüllung schnell verändert werden. Auch wenn die Momentenentwicklung für diese Änderungen genau modelliert werden kann, entstehen durch Toleranzen von Sensoren und Aktuatoren Ungenauigkeiten. Es kann daher zu einem Momen ensprung kommen, den der Fahrer wahrnimmt. Darüber hinaus können Lambda-Abweichungen auftreten, da die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung für beide Ξinspritzarten unterschiedlich ist.
Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Gemischaufbereitung derart umgestaltet wird, dass die Momentenentwicklung von homogener und aufgeteilter Einspritzung zum Zeitpunkt der Umschaltung noch ähnlich. ist. Dabei kann es durch eventuelle Ungenauigkeiten nicht mehr zu einem spürbaren Momentensprung kommen. Nach der Umschaltung wird dann die aufgeteilte Einspritzung kontinuierlich verändert, d. h. die beiden Einspritzzeitpunkt» werden auseinandergezogen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt nach spät verschoben wird, bis die gewünschte Gemischaufbereitung erreicht ist.
unmittelbar nach der Umschaltung liegt der zweite Einspritzzeitpunkt so früh, dass er annähernd beim ersten Einspritzzeitpunkt liegt und daher das Gemisch annäherungsweise einem homogenen Gemisch mit einzelner Einspritzung entspricht. Es müssen dann Zündzeitpunkt und Luftfüllung nur noch ininmal angepasst werden. Nach der Umschaltung kann dann der zweite Einspritzzeitpunkt kontinuierlich zum eigentliche Sollwert, d. h. in Richtung des Zündzeitpunktes verschoben werden. Zündzeitpunkt und Luftfüllung werden dabei an die geänderte Gemischaufbereitung und Momentenentwicklung angepasst . Insbesondere wird die Luftfüllung erhöht, um einem Momentenverlust entgegenzuwirken. Der Zündzeitpunkt kann bei gleichbleibender Laufruhe weiter nach hinten verschoben werden, da eine geteilte Einspritzung eine höhere Laufruhe bei schlechterem Wirkungsgrad erlaubt, als eine homogene Einspritzung .
Insgesamt haben die Ge ischtypen bei der Umschaltung ähnliche Eigenschaften. Ungenauigkeiten von Sensoren und Aktuatoren wirken sich daher nicht unterschiedlich aus . Insbesondere wenn die Verschiebung des zweiten Einspritzzeitpunktes der zweiten Kraftstoff enge langsam und kontinuierlich erfolgt, sind hier Ungenauigkeiten nicht mehr spürbar und sie führen nicht zu einer Einbuße im Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs.
Wird die Luftfüllung erhöht, nachdem oder während die zweite Kraftstoffeinspritzung nach spät verschoben wird, so wird der Zündzeitpunkt entsprechend der höheren Füllung und der geänderten Gemischaufbereitung angepasst. Insgesamt können Stufen und Sprünge, die sich im maximalen Moment bei optimaler Zündung ergeben, hierdurch derartig angenähert werden, dass die einzelnen Betriebszustände annähernd kontinuierlich ineinander übergehen.
Anhand Figur 2 soll verdeutlicht werden, wie sich die einzelnen Parameter verändern, wenn der Umschal Vorgang abrupt oder durch kontinuierliche Verschiebung der zweiten Kraftstoff inspritzung bezüglich des Zeitpunktes verändert wird .
Figur 2 zeigt jeweils auf der linken Seite Darstellungen für das maximale Moment bei optimaler Zündung, den
Einspritzzeitpunkt bezüglich des Abstandes vor dem oberen Totpunkt, den Zündzeitpunkt bezüglich des Abstandes zum oberen Totpunkt und die Luftfüllung für eine unmittelbare Umschaltung auf den gewünschten Sollwert bei der aufgeteilten Einspritzung. Die rechten Darstellungen zeigen dagegen ein erfindungsgemäßes "Auframpen", wobei der Einspritzzeitpunkt der zweiten Kraftstoffmenge zunächst nahe beim ersten Einspritzzeitpunkt liegt, und somit die Gemischcharakteristik annähernd derjenigen der homogenen Einspritzung entspricht.
So kann insbesondere gut gesehen werden, dass in der untersten Darstellung, die das maximale Moment bei optimaler Zündung zeigt, bei einer einzelnen Einspritzung über die Zeit, zunächst ein konstantes Moment vorliegt, wobei dieses ansteigt, da auch bei .optimaler Zündung bei der aufgeteilten Einspritzung ein geringeres Moment erbracht wird als bei einfacher homogener Einspritzung und so vor der Umschaltung bereits mehr Luftfüllung aufgebaut werden muss. Daher steigt das optimale Moment für die homogene Einspritzung dann mit der Luftfüllung an. Diese Moment fällt dann schlagartig zum Zeitpunkt der Umschaltung, die jeweils durch die mittlere gestrichelte senkrechte Linie dargestellt ist, ab. Dieser Leistungsverlust ist vom Fahrer als Ruck spürbar, sofern er nicht durch die Korrektur des Zündzeitpunkts hinreichend kompensiert wird. Durch Erhöhung der Luftmenge sowie Einstellung eines wiederum optimalen Zündzeitpunktes kann dieses Moment dann langsam wieder gesteigert werden.
Bei einer Ümschaltung, wobei die zweite
Kraf stoffeinspritzung zunächst auch früh, also weit vor dem oberen Totpunkt, erfolgt, verhält sich das Gemisch zunächst auch nach der Umschaltung wie ein homogenes Gemisch. Durch die Verschiebung des Zündzeitpunktes und des zweiten Einspritzzeitpunktes steigt das optimale Moment dann wiederum auf den Endwert an. Ein Sprung ist über die Umschaltung annähernd nicht festzustellen.
Die zweite Darstellung von unten zeigt den Abstand vom unteren Totpunkt bezüglich des zweiten
Einspritzzeitpunktes . Ist auf der linken Seite dargestellt, dass dieser einen relativ kurzen Abstand vom oberen Totpunkt bereits zum Zeitpunkt der Umstellung besitzt, kann der rechten Darstellung entnommen werden, dass dieser zunächst einen erheblichen Abstand vom oberen Totpunkt aufweist nach der Umschaltung, und dann erst im Laufe der Umstellung an den Sollwert, der nahe am oberen Totpunkt liegt, herangefahren wird.
Ebenfalls zu sehen ist, dass zunächst der Zündzeitpunkt bei einer homogenen Einspritzung einen relativ großen Abstand zum oberen Totpunkt aufweist, d. h. eine frühe Zündung findet statt, da nur dann eine gute Laufruhe bei einer homogenen Einspritzung gewährleistet ist. Zur ümschaltung hin wird dieser Zeitpunkt nach hinten verschoben, um bei der erhöhten Luftfüllung, die sich aus der obersten Darstellung ergibt, einem weiteren Anstieg des Momentes bei einer homogenen Betriebsart entgegenzuwirken. Durch das nach hinten Verschieben des Zündzeitpunktes wird allerdings die Laufruhe verschlechtert. Nach der Umschaltung muss der Zündzeitpunkt dann sprunghaft wieder nach früh verschoben werden, um bei gleichbleibender Luftfüllung zunächst einem Momentenabfall entgegenzuwirken und somit eine optimale Zündung zu erzielen. Im späteren Zeitpunkt kann der Zündzeitpunkt dann wieder nach hinten verschoben werden, wobei eine Verschiebung insgesamt deutlich weiter nach hinten erfolgen kann, also zu einem späteren Zeitpunkt gezündet werden kann als bei einer homogenen Betriebsart, da hier auch bei schlechterem Wirkungsgrad die Laufruhe nicht beeinträchtigt ist.
Betrachtet man nun die rechte Darstellung, so sieht man, dass auch hier die Zündzeitpunkte nur einen kleinen Sprung vollführen, da auch hier die Gemischcharakteristiken zum Zeitpunkt der Umschaltung ähnlich sind.
Die Luftfüllung verhält sich sowohl für die sprunghafte Umstellung als auch für die kontinuierliche Umstellung annähernd gleich, da diese erhöht werden muss bei einer Betriebsart mit aufgeteilter Einspritzung, um ein optimales Moment erreichen zu können.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraf maschine , insbesondere für Kraf fahrzeuge, mit einem Katalysator zur Aufheizung des Katalysators, bei dem. zwischen einem homogenen Betriebszustand mit einmaliger und einem Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung von Kraftstoff auf mindestens zwei Einspritzzeitpunkte in einen Brennraum der Brennkraftmaschine umgeschaltet wird, wobei bei aufgeteilter Einspritzung beide Ξinsprit zeitpunkte vor einer Zündung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches liegen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umschaltvorgang vom homogenen Betriebszustand auf den Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung der erste Einspritzzeitpunkt im wesentlichen dem Einspritzzeitpunkt des homogenen Betriebszustandes entspricht und die zweite Einspritzung der aufgeteilten Einspritzung zunächst so früh erfolgt, dass das entstehende Gemisch beim Betrieb mit aufgeteilter Einspritzung annähernd einem homogenen Gemisch entspricht und nach der erfolgten Umschaltung der zweite Einspritzzeitpunkt nach spät verschoben wird, bis eine vorgegebene Gemischaufbereitung vorliegt und wobei bei einer Umschaltung vom Betriebszustand mit aufgeteilter
Einspritzung zum homogenen Betriebszustand die Verschiebung des zweiten Einspritzzeitpunktes umgekehrt erfolgt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umschaltung überprüft wird, ob die
Luftfüllmenge in der Brennkammer einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft üllm≤nge nach dem Umschalten vom homogenen 3etriebszustand in den mit aufgeteilter Einspritzung erhöht wird, wenn der zweite Einspritzzeitpunkt nach spät verschoben wird, wobei die Anpassung der Luftfüllmenge vor dem Zurückschalten in den homogenen Betriebszustand in entsprechend umgekehrter Weise erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Umschaltung vom homogenen Betriebszustand in den Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung und/oder vor dem Zurückschalten bei der Verschiebung des zweiten Einspriczzeitpunktes der Zündzeitpunkt verschoben wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des zweiten
Einspritzzeitpunktes kontinuierlich oder in mehreren diskreten Schritten erfolgt .
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingespritzte
Kraftstoff enge während der Verschiebung der zweiten Einspritzung nach spät reduziert wird, um ein insgesamt mageres Lambda zu erzielen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verschieben der zweiten Einspritzung nach früh die eingespritzte Kraftstoffmenge wieder erhöht wird, um die Magerlaufgrenze bei einfach homogener Einspritzung einzuhalten .
Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.
9. Computerprogramm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist .
10. Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm nach einem der Ansprüche 8 oder 9 abgespeichert ist.
11. Brennkraftmaschine, mit einem Brennraum, mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, über welche der Kraftstoff in den Brennraum gelangt mit einem Steuer- und Regelgerät, sowie einem Katalysator, wobei insbesondere zur Aufheizung des Katalysators vorgesehen ist, dass eine Umschaltung zwischen einem homogenen Betriebszustand mit einmaliger und einem Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung von
Kraftstoff auf mindestens zwei Einspritzzeitpunkte in den Brennraum der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei bei aufgeteilter Einspritzung beide Ξinspritzzeitpunkte vor einer Zündung des Kraftstoff/Luft-Gemisches liegen, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach dem Umschaltvorgang vom homogenen Betriebszustand auf den Betriebszustand mit aufgeteilter Einspritzung der erste Einspritzzeitpunkt im wesentlichen dem Einspritzzeitpunkt des homogenen Betriebszustandes entspricht und der zweite Einspritzzeitpunkt der aufgeteilten Einspritzung zunächst so nahe beim ersten Einspritzzeitpunkt liegt, dass das hierbei entstehende Gemisch annähernd einem homogenen Gemisch entspricht und der zweite Einspritzzeitpunkt vorn ersten Einspritzzeitpunkt weg nach spät verschiebbar ist, bis eine vorgegebene Gemischaufbereitung vorliegt und wobei bei einer Umschaltung vom Betriebstzustand mit aufgeteilter Einspritzung zum homogenen Betriebszustand der zweite Einspritzzeitpunkt umgekehrt verschiebbar ist.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuer- und/oder Regelgerät nach Anspruch 10 umfasst.
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