WO2010108777A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, steuereinrichtung für eine brennkraftmaschine und brennkraftmaschine mit direkteinspritzung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, steuereinrichtung für eine brennkraftmaschine und brennkraftmaschine mit direkteinspritzung Download PDF

Info

Publication number
WO2010108777A1
WO2010108777A1 PCT/EP2010/052941 EP2010052941W WO2010108777A1 WO 2010108777 A1 WO2010108777 A1 WO 2010108777A1 EP 2010052941 W EP2010052941 W EP 2010052941W WO 2010108777 A1 WO2010108777 A1 WO 2010108777A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
mode
fuel
operating mode
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/052941
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kai Dierssen
Guido Porten
Pascal Foermer
Werner Haeming
Li Luo
Andreas Meinken
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2010108777A1 publication Critical patent/WO2010108777A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/225—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • 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 with direct injection according to the preamble of claim 1.
  • a gasoline direct injection in gasoline engines offers a variety of ways to design an injection in operation. Parameters that can be varied are, for example, injection pressure, ignition timing, injection timing and the distribution of the injection quantity into several TeN injections. These partial injections can be done in different cycles
  • Working cycle of the internal combustion engine (for example, suction cycle or compression stroke) take place.
  • a first operating mode of the internal combustion engine and a classic homogeneous injection of fuel during the intake stroke arises during the compression stroke distributed over the combustion chamber homogeneous mixture of air and fuel.
  • a second mode of the internal combustion engine In a second mode of the internal combustion engine and a classic homogeneous injection of fuel during the intake stroke arises during the compression stroke distributed over the combustion chamber homogeneous mixture of air and fuel.
  • knock control in an internal combustion engine sensors, such as structure-borne sound sensors.
  • Structure-borne sound sensors detect the knocking combustion in the combustion chamber of a cylinder occurring typical noises and thus allow the determination of the current knock limit.
  • a knock control is useful because the efficiency of an internal combustion engine close to the knock limit (at a late firing angle, ie at a relative to the movement of a piston in the cylinder late ignition) is optimal.
  • knocking is meant an uncontrolled form of combustion which can cause damage in the internal combustion engine.
  • a safety distance between the current operation and the knock limit is usually provided.
  • the knock limit is detected during operation of the internal combustion engine and a firing angle adjusted accordingly. A balancing of the ignition angle, so the tuned to the movement of a piston in the cylinder ignition timing, is currently only possible when the internal combustion engine is operated in its first mode.
  • the second mode In the second
  • the ignition timing can not be compensated as described above, otherwise it is not ensured that at the time of ignition in the immediate vicinity an ignitable mixture is present.
  • the object of the invention is to provide a method for operating an internal combustion engine, which allows a more frequent and / or more variable and at the same time safe operation of the internal combustion engine in the second mode.
  • a knocking combustion is also permitted during operation of the internal combustion engine in the second operating mode.
  • the internal combustion engine in the second Operating mode are operated in the operating points, which were avoided in principle in the prior art. Since it is not or only partially possible for the reasons described above to adjust an ignition timing, the ignition timing is not influenced, but instead an actual variable is detected, which relates to knocking combustion processes. A comparison of this actual variable with a comparison value makes it possible, depending on a predeterminable comparison condition, to change from the second operating mode to the first operating mode in which a conventional knock control is then possible.
  • This type of process management makes it possible to operate the internal combustion engine more frequently in the second operating mode, to operate the internal combustion engine at operating points which have been explicitly avoided in the prior art, while at the same time preventing the operation in the second operating mode from damaging the engine Internal combustion engine leads.
  • the actual size is equal to an absolute number of knocking combustion processes. These can be detected in a manner known per se with the aid of a sensor, in particular with the aid of a knock sensor. But it is also possible that the actual
  • Size is the intensity of a single knocking combustion or multiple knocking burns, or that different actual sizes are detected.
  • Size is equal to an absolute number of knocking combustion processes with respect to a predefinable period of time. Also, this actual size is suitable for detecting an operation of the internal combustion engine in an operating mode in which knocking combustion processes can occur.
  • the comparison value with which the actual variable or the actual variables are compared is preferably a threshold value, which is predefined in particular in the unit of the actual variable. This makes it possible, by simply comparing the absolute value of the actual value and the absolute value of the threshold value, to determine whether the threshold value has been reached or exceeded and, on this basis, a change from the second operating mode to the first operating mode.
  • Combustion processes of the internal combustion engine are "compensated” (in particular under recognition of knocking combustion processes and adjustment of the ignition angle in the direction "late”). As a result, an optionally highly heated internal combustion engine can be cooled again.
  • the knock control is deactivated during operation in the second operating mode, so that no ignition angle adjustment takes place.
  • a combustion air ratio is greater than or equal to 1. This makes it possible to operate the internal combustion engine in the first mode in a homogeneous mode or in a homogeneous-lean mode.
  • a presettable suction-rate fuel quantity can be injected during a suction cycle preceding the compression stroke.
  • Fuel quantity can thus be operated in a homogeneous mode operation, the internal combustion engine in the second mode.
  • a Saugtakt fuel quantity is injected during the Saugtakts, which is mixed during the subsequent compression stroke with the existing air in the combustion chamber to form a homogeneous mixture.
  • the invention further relates to a control device for an internal combustion engine with a computer program which is programmed for the application of a method described above, and to a fuel injection system for a direct injection internal combustion engine which has a control device with such a computer program.
  • Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with a
  • Figure 2 is a schematic representation of the sequence of a method for
  • An internal combustion engine is generally designated by the reference numeral 10 in FIG. It is preferably as a gasoline engine with a gasoline
  • Direct injection designed and includes in the illustrated example, a plurality of combustion chambers, for example four combustion chambers 12a to 12d, to which the fuel is supplied directly from a fuel injection system 14.
  • the fuel injection system 14 comprises a fuel rail (so-called rail).
  • the injection devices 18 are designed for example as so-called. Injectors.
  • Fuel particularly gasoline, is supplied to the fuel manifold 16 under high pressure from a high pressure fuel pump 20 which is connected to the fuel manifold 16 via a check valve 22.
  • the high-pressure fuel pump 20 is supplied with fuel from a tank 26 via a prefeed pump, not shown.
  • An optional return line has the reference numeral 28.
  • the high-pressure fuel pump 20 is mechanically driven by a cam or crankshaft 24 of the internal combustion engine 10. The drive of the high-pressure fuel pump 20 is not shown in FIG.
  • the operation of the internal combustion engine 10 and also of the injection system 14 is controlled and regulated by a control device 30 in the form of an engine control unit.
  • the injectors receive 18 corresponding drive signals.
  • a pressure sensor 32 which detects the pressure prevailing in the fuel rail 16 fuel pressure from a speed sensor 34 which detects the rotational speed of the crankshaft 24 and a temperature sensor 36 which detects the temperature of the internal combustion engine 10.
  • a method for operating the internal combustion engine 10 is as
  • the internal combustion engine 10 further comprises at least one knock sensor 38. With the aid of such a sensor, knocking combustion processes in at least one of the combustion chambers 12a to 12d can be detected.
  • the engine 10 may be operated in a state 40 in a second mode in which air and fuel are inhomogeneously distributed in at least one of the combustion chambers 12a to 12d at an ignition timing.
  • a knock detection 42 is activated, which makes it possible, with the aid of the knock sensor 38, to detect a state 44 of the internal combustion engine 10 in which a knocking combustion process takes place.
  • Each knocking combustion process causes an actual quantity z to be increased in each case by the value "1" with the aid of a counter 46.
  • the actual variable z is compared with a comparison condition 48, with which it is checked whether the actual size z exceeds a comparison value s.
  • the internal combustion engine is converted into a state 50 in a first operating mode, in which at an ignition time air and fuel in one of the combustion chambers 12a to 12d of the internal combustion engine 10 are homogeneously distributed, so that a knock control 52 can be activated and the
  • Internal combustion engine 10 can be operated in a state 54 at the knock limit.
  • knocking combustion processes are detected with the aid of the at least one knock sensor 38.
  • an adjustment of the ignition angle is made, which is adjusted after detection of a knocking combustion process in the direction "late” and then gradually returned in the direction “early” until the knock limit of the internal combustion engine 10 is reached again.
  • a condition 56 can be initiated, which excludes a change from the first mode to the second mode within a predetermined period of time. After expiration of this predeterminable period of time, the internal combustion engine can be transferred again into the state 40 in which it is operated in the second operating mode.
  • the internal combustion engine 10 is operated in the first mode in a homogeneous operation or a homogeneous-lean operation and in the second mode in a shift operation or a homogeneous-layer operation.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) mit Direkteinspritzung, wobei die Brennkraftmaschine in einer ersten Betriebsart betreibbar ist, in welcher zu einem Zündzeitpunkt Luft und Kraftstoff in einem Brennraum (12a-12d) der Brennkraftmaschine (10) homogen verteilt sind, und in einer zweiten Betriebsart, in welcher zu einem Zündzeitpunkt Luft und Kraftstoff in dem Brennraum der Brennkraftmaschine (10) inhomogen verteilt sind, wobei während des Betriebs der Brennkraftmaschine (10) in der zweiten Betriebsart mindestens eine klopfende Verbrennungsvorgänge betreffende Ist-Größe (z) erfasst wird, wobei die Ist-Größe (z) mit einem vorgebbaren Vergleichswert (s) verglichen wird und wobei in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Vergleichsbedingung (48) ein Wechsel in die erste Betriebsart erfolgt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Benzindirekteinspritzung bei Ottomotoren bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten im Betrieb eine Einspritzung zu gestalten. Parameter, die variiert werden können sind zum Beispiel Einspritzdruck, Zündzeitpunkt, Einspritzzeitpunkt und die Aufteilung der Einspritzmenge in mehrere TeN- Einspritzungen. Diese Teileinspritzungen können in verschiedenen Takten eines
Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine (z.B. Saugtakt oder Verdichtungstakt) erfolgen. Bei einer ersten Betriebsart der Brennkraftmaschine und einer klassischen homogenen Einspritzung von Kraftstoff während des Saughubs entsteht während des Verdichtungshubs ein über den Brennraum verteilt homogenes Gemisch aus Luft und Kraftstoff. Bei einer zweiten Betriebsart der
Brennkraftmaschine erfolgt anstelle der Einspritzung während des Saughubs oder zusätzlich zu der Einspritzung während des Saughubs eine Einspritzung während des Verdichtungshubs, so dass zum Zündzeitpunkt ein über den Brennraum verteiltes Gemisch aus Luft und Kraftstoff inhomogen ist. Hierbei steht für die Zündung des Gemischs nur ein relativ kleines Zeitfenster zur
Verfügung. Innerhalb dieses Zeitfensters muss in der unmittelbaren Umgebung des Zündfunkens ein zündfähiges Gemisch vorliegen.
Es ist bekannt, zur Klopfregelung bei einer Brennkraftmaschine Sensoren zu verwenden, beispielsweise Körperschallsensoren. Körperschallsensoren erfassen die bei klopfender Verbrennung im Brennraum eines Zylinders auftretenden typischen Geräusche und gestatten so die Bestimmung der aktuellen Klopfgrenze. Eine Klopfregelung ist sinnvoll, da der Wirkungsgrad einer Brennkraftmaschine dicht an der Klopfgrenze (bei einem späten Zündwinkel, also bei einem bezogen auf die Bewegung eines Kolbens im Zylinder späten Zündzeitpunkt) optimal ist.
Unter einem "Klopfen" versteht man eine unkontrollierte Form der Verbrennung, welche in der Brennkraftmaschine zu Schäden führen kann. Um eine Beschädigung durch Klopfen zu vermeiden, wird üblicherweise ein Sicherheitsabstand zwischen dem aktuellen Betrieb und der Klopfgrenze vorgesehen. Die Klopfgrenze wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine erfasst und ein Zündwinkel entsprechend ausgeregelt. Ein Ausregeln des Zündwinkels, also des auf die Bewegung eines Kolbens im Zylinder abgestimmten Zündzeitpunkts, ist derzeit nur möglich, wenn die Brennkraftmaschine in ihrer ersten Betriebsart betrieben wird. In der zweiten
Betriebsart kann der Zündzeitpunkt nicht wie vorstehend beschrieben ausgeregelt werden, da sonst nicht sichergestellt ist, dass zum Zeitpunkt der Zündung in der unmittelbaren Umgebung ein zündfähiges Gemisch vorliegt.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine anzugeben, welche einen häufigeren und/oder variableren und gleichzeitig sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine in der zweiten Betriebsart ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich für die Erfindung wichtige Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also auch während des Betriebs der Brennkraftmaschine in der zweiten Betriebsart eine klopfende Verbrennung zugelassen. Hierdurch kann die Brennkraftmaschine auch in der zweiten Betriebsart in den Betriebspunkten betrieben werden, welche im Stand der Technik prinzipiell vermieden wurden. Da es aus den eingangs beschriebenen Gründen nicht oder nur bedingt möglich ist, einen Zündzeitpunkt zu verstellen, wird nicht auf den Zündzeitpunkt Einfluss genommen, sondern stattdessen eine Ist-Größe erfasst, welche klopfende Verbrennungsvorgänge betrifft. Ein Vergleich dieser Ist-Größe mit einem Vergleichswert ermöglicht es, in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Vergleichsbedingung aus der zweiten Betriebsart in die erste Betriebsart zu wechseln, in welcher dann eine klassische Klopfregelung möglich ist.
Diese Art der Verfahrensführung ermöglicht es, die Brennkraftmaschine häufiger in der zweiten Betriebsart zu betreiben, die Brennkraftmaschine in Betriebspunkten zu betreiben, die im Stand der Technik explizit vermieden wurden, und dabei gleichzeitig zu verhindern, dass der Betrieb in der zweiten Betriebsart zu einer Schädigung der Brennkraftmaschine führt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ist-Größe gleich einer absoluten Anzahl von klopfenden Verbrennungsvorgängen ist. Diese können in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Sensors, insbesondere mit Hilfe eines Klopfsensors, erfasst werden. Es ist aber auch möglich, dass die Ist-
Größe die Intensität einer einzelnen klopfenden Verbrennung oder mehrerer klopfender Verbrennungen betrifft, oder dass verschiedene Ist-Größen erfasst werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ist-
Größe gleich einer absoluten Anzahl von klopfenden Verbrennungsvorgängen bezogen auf eine vorgebbare Zeitdauer ist. Auch diese Ist-Größe eignet sich zur Erfassung eines Betriebs der Brennkraftmaschine in einer Betriebsart, bei welcher klopfende Verbrennungsvorgänge auftreten können. Vorzugsweise ist der Vergleichswert, mit welchem die Ist-Größe oder die Ist-Größen verglichen werden, ein Schwellwert, welcher insbesondere in der Einheit der Ist-Größe vorgegeben ist. Dies ermöglicht es, durch einfachen Vergleich des absoluten Werts der Ist-Größe und des absoluten Werts des Schwellwerts festzustellen, ob der Schwellwert erreicht oder überschritten ist und hiervon ausgehend ein Wechsel aus der zweiten Betriebsart in die erste Betriebsart erfolgt. Vorteilhaft ist es ferner, wenn nach einem Wechsel aus der zweiten Betriebsart in die erste Betriebsart ein Wechsel aus der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart für eine vorgebbare Zeitdauer ausgeschlossen wird. Dies ermöglicht einen hinreichend langen Betrieb der Brennkraftmaschine in der ersten Betriebsart, in welcher bei einer aktivierten Klopfregelung klopfende
Verbrennungsvorgänge der Brennkraftmaschine "ausgeregelt" werden (insbesondere unter Erkennung klopfender Verbrennungsvorgänge und Verstellung des Zündwinkels in Richtung "spät"). Hierdurch kann eine gegebenenfalls stark erwärmte Brennkraftmaschine wieder abgekühlt werden.
Es ist daher vorteilhaft, wenn während des Betriebs in der ersten Betriebsart eine Klopfregelung aktiviert wird, bei welcher insbesondere eine Zündwinkelverstellung erfolgt.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Klopfregelung während des Betriebs in der zweiten Betriebsart deaktiviert wird, so dass keine Zündwinkelverstellung erfolgt.
Bevorzugt ist es weiterhin, wenn in der ersten Betriebsart ein Verbrennungsluftverhältnis größer oder gleich 1 ist. Dies ermöglicht es, die Brennkraftmaschine in der ersten Betriebsart in einem Homogen-Betrieb oder in einem Homogen-Mager-Betrieb zu betreiben.
Wenn in der zweiten Betriebsart während eines einer Zündung vorangehenden Verdichtungstakts eine vorgebbare Verdichtungstakt-Kraftstoffmenge eingespritzt wird, ist in der zweiten Betriebsart ein Schicht-Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Schließlich kann in der zweiten Betriebsart während eines dem Verdichtungstakt vorangehenden Saugtakts eine vorgebbare Saugtakt-Kraftstoffmenge eingespritzt werden. In Kombination mit der Einspritzung einer Verdichtungstakt-
Kraftstoff menge kann somit die Brennkraftmaschine in der zweiten Betriebsart in einem Homogen-Schicht-Betrieb betrieben werden. Hierbei wird während des Saugtakts eine Saugtakt-Kraftstoffmenge eingespritzt, welche während des darauffolgenden Verdichtungstakts mit der in dem Brennraum vorhandenen Luft zu einem homogenen Gemisch vermischt wird. Dieses homogene
Kraftstoffgemisch ist jedoch nicht zündfähig und wird daher während des Verdichtungstakts mit einer Verdichtungstakt-Kraftstoffmenge angereichert. Da die Verdichtungstakt-Kraftstoffmenge erst während des Verdichtungstakts eingespritzt wird, liegt am Ende dieses Verdichtungstakts insgesamt ein inhomogenes Gemisch vor, welches aber in der unmittelbaren Umgebung eines Zündfunkens zündfähig ist, so dass eine Verbrennung durch den Zündfunken eingeleitet werden kann. Diese Betriebsart ermöglicht einen verbrauchsgünstigen Betrieb der Brennkraftmaschine im Teillastbereich.
Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Computerprogramm, welches zur Anwendung eines vorstehend beschriebenen Verfahrens programmiert ist sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Direkteineinspritzung, welches eine Steuereinrichtung mit einem solchen Computerprogramm aufweist.
Ausgestaltungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems sind bereits vorstehend mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine erläutert worden.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung; und
Figur 2 eine schematische Darstellung des Ablaufs eines Verfahrens zum
Betreiben der Brennkraftmaschine gemäß Figur 1 .
Eine Brennkraftmaschine ist in der Figur 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Sie ist vorzugsweise als ein Ottomotor mit einer Benzin-
Direkteinspritzung ausgestaltet und umfasst bei dem dargestellten Beispiel eine Mehrzahl von Brennräumen, beispielsweise vier Brennräume 12a bis 12d, denen der Kraftstoff direkt von einem Kraftstoffeinspritzsystem 14 zugeführt wird.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 14 umfasst eine Kraftstoffsammelleitung (sog. Rail)
16, an welche pro Brennraum 12a bis 12d je eine Einspritzeinrichtung 18 angeschlossen ist. Die Einspritzeinrichtungen 18 sind beispielsweise als sog. Injektoren ausgebildet. Kraftstoff, insbesondere Benzin, wird der Kraftstoffsammelleitung 16 unter hohem Druck von einer Kraftstoff- Hochdruckpumpe 20 zugeführt, die über ein Rückschlagventil 22 mit der Kraftstoffsammelleitung 16 verbunden ist. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 20 wird über eine nicht dargestellte Vorförderpumpe mit Kraftstoff aus einem Tank 26 versorgt. Eine optionale Rücklaufleitung hat das Bezugszeichen 28. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 20 wird von einer Nocken- oder Kurbelwelle 24 der Brennkraftmaschine 10 mechanisch angetrieben. Der Antrieb der Kraftstoff- Hochdruckpumpe 20 ist in Figur 1 nicht dargestellt.
Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 und auch der Einspritzanlage 14 wird von einer Steuereinrichtung 30 in Form eines Motorsteuergeräts gesteuert und geregelt. Unter anderem erhalten die Einspritzeinrichtungen 18 entsprechende Ansteuersignale. Zu Steuer- und Regelungszwecken erhält das Motorsteuergerät
30 Signale von verschiedenen Sensoren, beispielsweise einem Drucksensor 32, der den in der Kraftstoffsammelleitung 16 herrschenden Kraftstoffdruck erfasst, von einem Drehzahlsensor 34, der die Drehzahl der Kurbelwelle 24 erfasst und von einem Temperatursensor 36, der die Temperatur der Brennkraftmaschine 10 erfasst. Ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine 10 ist als
Computerprogramm auf der Steuereinrichtung 30 gespeichert.
Die Brennkraftmaschine 10 umfasst ferner mindestens einen Klopfsensor 38. Mit Hilfe eines solchen Sensors können klopfende Verbrennungsvorgänge in mindestens einem der Brennräume 12a bis 12d erfasst werden.
Unter Bezugnahme auf die Figur 2 kann die Brennkraftmaschine 10 in einem Zustand 40 in einer zweiten Betriebsart betrieben werden, in welcher zu einem Zündzeitpunkt Luft- und Kraftstoff in mindestens einem der Brennräume 12a bis 12d inhomogen verteilt sind. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 in dieser zweiten Betriebsart ist eine Klopferkennung 42 aktiviert, welche es ermöglicht, mit Hilfe des Klopfsensors 38 einen Zustand 44 der Brennkraftmaschine 10 zu erfassen, in welchem ein klopfender Verbrennungsvorgang stattfindet. Jeder klopfende Verbrennungsvorgang bewirkt, dass mit Hilfe eines Zählers 46 eine Ist-Größe z jeweils um den Wert „1 " erhöht wird. Die Ist-Größe z wird mit einer Vergleichsbedingung 48 verglichen, mit welcher geprüft wird, ob die Ist-Größe z einen Vergleichswert s überschreitet. Ist dies der Fall, wird die Brennkraftmaschine in einen Zustand 50 in eine erste Betriebsart überführt, in welcher zu einem Zündzeitpunkt Luft und Kraftstoff in einem der Brennräume 12a bis 12d der Brennkraftmaschine 10 homogen verteilt sind, so dass eine Klopfregelung 52 aktiviert werden kann und die
Brennkraftmaschine 10 in einem Zustand 54 an der Klopfgrenze betrieben werden kann. Auch hierbei werden klopfende Verbrennungsvorgänge mit Hilfe des mindestens einen Klopfsensors 38 erfasst. Jedoch wird in der ersten Betriebsart zusätzlich eine Anpassung des Zündwinkels vorgenommen, welcher nach Erfassen eines klopfenden Verbrennungsvorgangs in Richtung „spät" verstellt und anschließend wieder schrittweise in Richtung „früh" zurückgeführt wird, bis die Klopfgrenze der Brennkraftmaschine 10 erneut erreicht ist.
Durch die Umschaltung der Brennkraftmaschine 10 in die erste Betriebsart kann eine Bedingung 56 initiiert werden, welche innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer einen Wechsel aus der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart ausschließt. Nach Ablauf dieser vorgebbaren Zeitdauer kann die Brennkraftmaschine erneut in den Zustand 40 überführt werden, in welcher sie in der zweiten Betriebsart betrieben wird.
Insbesondere wird die Brennkraftmaschine 10 in der ersten Betriebsart in einem Homogen-Betrieb oder einem Homogen-Mager-Betrieb betrieben und in der zweiten Betriebsart in einem Schicht-Betrieb oder einem Homogen-Schicht- Betrieb.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) mit Direkteinspritzung, wobei die Brennkraftmaschine (10) in einer ersten Betriebsart betreibbar ist, in welcher zu einem Zündzeitpunkt Luft und Kraftstoff in einem Brennraum (12a-12d) der Brennkraftmaschine (10) homogen verteilt sind, und in einer zweiten Betriebsart, in welcher zu einem Zündzeitpunkt Luft und Kraftstoff in dem Brennraum (12a-12d) der Brennkraftmaschine (10) inhomogen verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine (10) in der zweiten Betriebsart mindestens eine klopfende Verbrennungsvorgänge betreffende
Ist-Größe (z) erfasst wird, dass die Ist-Größe (z) mit einem vorgebbaren Vergleichswert (s) verglichen wird und dass in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Vergleichsbedingung (48) ein Wechsel in die erste Betriebsart erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Größe (z) gleich einer absoluten Anzahl von klopfenden Verbrennungsvorgängen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Größe (z) gleich einer absoluten Anzahl von klopfenden Verbrennungsvorgängen bezogen auf eine vorgebbare Zeitdauer ist.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichswert (s) ein Schwellwert ist, welcher in der Einheit der Ist-Größe vorgegeben ist.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Wechsel aus der zweiten Betriebsart in die erste Betriebsart ein Wechsel aus der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart für eine vorgebbare Zeitdauer ausgeschlossen wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs in der ersten Betriebsart eine Klopfregelung (52) aktiviert wird, bei welcher eine Zündwinkelverstellung erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfregelung (52) während des Betriebs in der zweiten Betriebsart deaktiviert wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrennungsluftverhältnis in der ersten Betriebsart größer oder gleich 1 ist.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsart während eines einer
Zündung vorangehenden Verdichtungstakts eine vorgebbare Verdichtungstakt-Kraftstoffmenge eingespritzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsart während eines dem Verdichtungstakt vorangehenden Saugtakts eine vorgebbare Saugtakt-Kraftstoffmenge eingespritzt wird.
1 1 . Steuereinrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine (10) mit einem Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 programmiert ist.
12. Kraftstoffeinspritzsystem (14) für eine Brennkraftmaschine (10) mit Direkteinspritzung, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (30) mit einem Computerprogramm, welches zur Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 programmiert ist.
PCT/EP2010/052941 2009-03-26 2010-03-09 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, steuereinrichtung für eine brennkraftmaschine und brennkraftmaschine mit direkteinspritzung WO2010108777A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009001904A DE102009001904A1 (de) 2009-03-26 2009-03-26 Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
DE102009001904.9 2009-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010108777A1 true WO2010108777A1 (de) 2010-09-30

Family

ID=42123949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/052941 WO2010108777A1 (de) 2009-03-26 2010-03-09 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, steuereinrichtung für eine brennkraftmaschine und brennkraftmaschine mit direkteinspritzung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009001904A1 (de)
WO (1) WO2010108777A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102879134A (zh) * 2012-06-11 2013-01-16 西南交通大学 列车轮轨接触力无线检测装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859424A1 (de) * 1998-12-22 2000-06-29 Bosch Gmbh Robert Kraftstoff-Einspritzverfahren
EP1079088A2 (de) * 1999-08-26 2001-02-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennung in einem Motor
DE10006640A1 (de) * 1999-08-31 2001-03-01 Mitsubishi Electric Corp Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung
WO2002020964A1 (de) * 2000-09-04 2002-03-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und entsprechende vorrichtung
DE10243612A1 (de) * 2002-05-17 2003-12-04 Mitsubishi Electric Corp Klopfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859424A1 (de) * 1998-12-22 2000-06-29 Bosch Gmbh Robert Kraftstoff-Einspritzverfahren
EP1079088A2 (de) * 1999-08-26 2001-02-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennung in einem Motor
DE10006640A1 (de) * 1999-08-31 2001-03-01 Mitsubishi Electric Corp Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung
WO2002020964A1 (de) * 2000-09-04 2002-03-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und entsprechende vorrichtung
DE10243612A1 (de) * 2002-05-17 2003-12-04 Mitsubishi Electric Corp Klopfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102879134A (zh) * 2012-06-11 2013-01-16 西南交通大学 列车轮轨接触力无线检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009001904A1 (de) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012207904A1 (de) Wassereinspritzung zur Unterdrückung von Vorentflammungen
DE102005014920A1 (de) Verfahren zur zylinderindividuellen Einstellung von Einspritzzeiten einer Verbrennungskraftmaschine
DE102015122666A1 (de) Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
DE102012203487B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Vorentflammungen in einem Ottomotor
WO2012007265A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems
DE102005059909B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
WO2010124699A1 (de) Verfahren zur unterdrückung einer insbesondere vor einem vorgegebenen zündzeitpunkt auftretenden irregulären verbrennung in einem brennraum einer verbrennkraftmaschine und steuergerät
EP0953103B1 (de) Verfahren zum starten einer brennkraftmaschine
EP2601397A2 (de) Adaptionsverfahren zur einspritzventilansteuerung und zylindergleichstellung
DE102013100687B4 (de) Kraftstoff-Einspritz-Controller
EP2652295B1 (de) Verfahren zur erkennung von irregulären verbrennungsvorgängen bei einer verbrennungskraftmaschine
DE102009046417A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines Kraftstoffeintrags in das Schmieröl einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
WO2021028364A1 (de) Verfahren zur diagnose einer injektorleckage bei einer brennkraftmaschine, brennkraftmaschine, sowie computerprogrammprodukt
EP2142783A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
WO2010108777A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, steuereinrichtung für eine brennkraftmaschine und brennkraftmaschine mit direkteinspritzung
DE102005001580A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine
EP3660297A1 (de) Verfahren zur klopfregelung durch indirekte oder direkte zuführung eines flüssigen zusatzmediums in mindestens einen zylinder einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
WO2017055121A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine für ein kraftfahrzeug und ein system für eine brennkraftmaschine
DE102009022648A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102010063192B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007050304A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine
EP3102812B1 (de) Verfahren zur interpretierenden erkennung einer vorentflammung in einem brennraum eines verbrennungsmotors
DE10341279B4 (de) Verfahren zur Durchführung eines Hochdruckstarts
AT524463B1 (de) Verfahren und System zum Ermitteln einer Länge eines verstellbaren Pleuels
DE112016005640B4 (de) Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10708521

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10708521

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1