WO2015140260A1 - Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2015140260A1
WO2015140260A1 PCT/EP2015/055817 EP2015055817W WO2015140260A1 WO 2015140260 A1 WO2015140260 A1 WO 2015140260A1 EP 2015055817 W EP2015055817 W EP 2015055817W WO 2015140260 A1 WO2015140260 A1 WO 2015140260A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel injection
determined
change
strategy
transient
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2015/055817
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Kapus
Khai Vidmar
Alexander HOCHNETZ
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.)
AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List 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 AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Priority to DE112015000876.4T priority Critical patent/DE112015000876A5/de
Publication of WO2015140260A1 publication Critical patent/WO2015140260A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • 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
    • F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
    • 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
    • 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
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3827—Common rail control systems for diesel engines
    • 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
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • 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
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863—Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • 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
    • 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
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0618—Actual fuel injection timing or delay, e.g. determined from fuel pressure drop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012—Engine speed gradient
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/38—Control for minimising smoke emissions, e.g. by applying smoke limitations on the fuel injection amount
    • 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
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045—Detection of accelerating or decelerating state
    • 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
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • 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 a direct-injection, spark-ignited internal combustion engine, wherein in at least one engine operating range, the fuel injection strategy is changed as a function of at least one engine parameter.
  • soot particles occurs when the injected fuel occurs on the cold piston surface or the cold cylinder surface and thus the fuel can burn only incompletely.
  • the surface of the piston and / or cylinder liner cools when fuel evaporates on that surface (heat of vaporization is removed from the surface).
  • the surface temperature is usually higher than before the load step.
  • the surface temperature rises only slightly at a load jump with fuel application or even decreases. Only a certain time after evaporation of the fuel, the surface heats up again to the temperature corresponding to this load point.
  • WO 02/18769 A1 describes a method for controlling a direct fuel injection of a spark-ignited, at least temporarily operated in a homogeneous mode internal combustion engine.
  • the injection timing is controlled in dependence on a temperature of the internal combustion engine. At low temperatures, the injection time is delayed. As a result, the distance between the piston surface and the injection valve is increased at the injection time, leaving more time for the injected fuel to evaporate.
  • the object of the invention is to avoid these disadvantages and to reduce emissions in a direct-injection spark-ignited internal combustion engine even in transient operating conditions.
  • this is achieved by checking whether a transient state of the internal combustion engine is present and, if a transient operating state is established, the strategy of the fuel injection - preferably the number of fuel injections and / or the temporal and / or local position of the fuel injections and / or the fuel injection pressure - is changed.
  • the change with time of at least one parameter of the engine control preferably the relative load, the air mass supplied to the cylinders, the mean pressure, and / or the accelerator pedal travel can be determined and a transient operating state can be established, if the temporal change of the parameter> 0.
  • the change in the strategy of the fuel injection for example, depending on the accelerator pedal position, the time change of the accelerator pedal travel and / or the temporal change of the accelerator pedal movement occurred.
  • the temporal change of the parameter - ie the speed of the change of the parameter - and / or the temporal change of this speed - that is the acceleration of the change of the parameter - are a measure of the evaluation of the transient state.
  • the tendency for sudden particle ejection correlates with the rate of change of the parameter.
  • the geometry of the internal combustion engine for example the stroke, the cylinder diameter, the connecting rod length and / or the piston geometry, preferably the shape of the piston surface, are stored in a database and the change in the beginning of the fuel injection as a function of the geometry of the internal combustion engine he follows. Furthermore, it may be provided that the piston position and / or the piston movement are determined and the change in the beginning of the fuel injection occurs as a function of the piston position or piston movement.
  • the shape of the injection beam also affects the emissions. Therefore, in a further embodiment of the invention, the shape of the fuel jet can be determined and / or stored, whereby the change in the beginning of the fuel injection takes place as a function of the shape of the fuel jet.
  • the engine temperature and / or the coolant temperature and / or the oil temperature can be determined as a measure of the component temperature and the beginning of the fuel injection can be changed as a function of the engine temperature and / or the coolant temperature and / or the oil temperature.
  • injection pressure can also be used as a parameter for determining the change in the fuel injection strategy.
  • the fuel injection strategy is determined primarily by the number of fuel injections, the time and / or the local location of the fuel injections, in particular the beginning of the fuel injection, and the injection timing of the fuel injection.
  • the beginning of the n - preferably a plurality of fuel injection events per cycle comprising - ⁇ fuel injection changed, are preferably delayed.
  • the number of injections per cycle may be changed, preferably increasing the number of injections per cycle.
  • the delay of the start of the fuel injection is calculated by means of a mathematical model, the following being valid for the delay ⁇ :
  • the fuel injection strategy preferably using a decay function, is returned to the normal state, preferably wherein the decay function is a function of engine speed and / or engine temperature and / or Coolant temperature is.
  • Fig. 1 shows various engine parameters plotted against time
  • Fig. 1 the air-fuel ratio ⁇ , the ignition timing I, the load L, the engine speed n, the start SOI of the fuel injection, the particle number PN, particle mass MSS, coolant temperature T c , gear G, pedal position x, and vehicle speed vs over the time t applied.
  • Fig. 2 shows the particle number PN above the beginning SOI of the fuel injection.
  • LW is the range of wetting of the cylinder (liner wetting) and PW the area of wetting of the piston (piston wetting) with fuel. In the area between the two arrows there is little or no wetting or the wetting is reduced to such an extent that the component temperature does not drop.
  • the fuel injection strategy may be returned to the normal state using the decay function, ie, the map value for the load after completion of the transient state.
  • the Sound function is advantageously a function of the engine oil and / or the coolant temperature T c , and the engine speed n. In this case, the changed state a certain time, a number of injections, etc. held and then regulated. This reduction takes place along a ramp or a specific function until the parameters which have been transiently changed again lie on the map values.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, wobei in zumindest einem Motorbetriebsbereich die Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit zumindest eines Motorparameters verändert wird. Um insbesondere in transienten Betriebszuständen die Partikelemissionen zu vermindern, ist vorgesehen, dass überprüft wird, ob ein transienter Zustand der Brennkraftmaschine vorliegt und - wenn ein transienter Betriebszustand festgestellt wird - die Strategie der Kraftstoffeinspritzung - vorzugsweise die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, die zeitliche und/oder örtliche Lage der Kraftstoffeinspritzungen und/oder der Kraftstoffeinspritzdruck - verändert wird.

Description

Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, wobei in zumindest einem Motorbetriebsbereich die Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit zumindest eines Motorparameters verändert wird .
Insbesondere bei kaltem Motor kommt es zur Bildung von Rußpartikeln, wenn der eingespritzte Kraftstoff auf der kalten Kolbenoberfläche oder der kalten Zylinderlauffläche auftritt und somit der Kraftstoff nur unvollständig verbrennen kann. Insbesondere kühlt die Oberfläche des Kolbens und/oder der Zylinderbüchse aus, wenn Kraftstoff auf dieser Oberfläche verdampft (Verdampfungswärme wird der Oberfläche entzogen). Nach einem Lastsprung (transienter Betrieb) ist üblicherweise die Oberflächentemperatur höher als vor dem Lastsprung . Allerdings steigt die Oberflächentemperatur bei einem Lastsprung bei Kraftstoffauftrag nur geringer an bzw. sinkt sogar. Erst eine gewisse Zeit nach Abdampfen des Kraftstoffes erwärmt sich die Oberfläche wieder auf die diesem Lastpunkt entsprechende Temperatur.
Die WO 02/18769 AI beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoff- Direkteinspritzung einer fremdgezündeten, wenigstens zeitweise in einem Homogenmodus betriebenen Verbrennungskraftmaschine. Zu Reduzierung der Schadstoffemission ist vorgesehen, dass der Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von einer Temperatur der Verbrennungskraftmaschine gesteuert wird. Bei niedrigen Temperaturen wird dabei der Einspritzzeitpunkt verzögert. Dadurch wird zum Einspritzzeitpunkt der Abstand zwischen der Kolbenoberfläche und dem Einspritzventil vergrößert, wodurch dem eingespritztem Kraftstoff mehr Zeit zum Verdampfen bleibt.
Aus der DE 40 27 197 AI ist es bekannt, dass durch Steuerung der Einspritzzeit die Kohlenwasserstoffmenge im Abgas verringert und ein gutes Ansprechverhalten gegenüber einer Beschleunigung oder Verzögerung erreicht werden kann. Dabei wird der Einspritzzeitpunkt auf der Basis der Motordrehzahl und eines Einspritzzeitpunktes berechnet und auf der Basis der Kühlwassertemperatur korrigiert.
Bekannte Verfahren verwenden Kennfelder zur Einspritzzeitpunktverstellung in statischen Betriebspunkten, also bei jeweils einer statischen Gaspedalstellung . Dies ist allerdings nicht ausreichend, um insbesondere im Teillastbetrieb Rußbildung zu vermeiden, da besonders hohe Rußemissionen im transienten Fall, also beispielsweise bei plötzlicher Beschleunigung, auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei einer direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine die Emissionen auch im transienten Betriebsfall zu vermindern.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass überprüft wird, ob ein tran- sienter Zustand der Brennkraftmaschine vorliegt und - wenn ein transienter Betriebszustand festgestellt wird - die Strategie der Kraftstoffeinspritzung - vorzugsweise die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen und/oder die zeitliche und/ oder örtliche Lage der Kraftstoffeinspritzungen und/oder der Kraftstoffeinspritzdruck - verändert wird.
Zur Überprüfung des transienten Betriebszustandes kann die zeitliche Änderung zumindest eines die Last der Brennkraftmaschine beschreibenden Parameters der Motorsteuerung, vorzugsweise die relative Last, die den Zylindern zugeführte Luftmasse, der Mitteldruck, und/oder der Gaspedalweg, ermittelt und ein transienter Betriebszustand festgestellt werden, wenn die zeitliche Änderung des Parameters >0 ist.
Wird ein transienter Betriebszustand in einem Teillastbereich festgestellt, so kann eine deutliche Reduktion der Rußemissionen durch Verändern der Strategie der Einspritzung erreicht werden.
Die Veränderung der Strategie der Kraftstoffeinspritzung kann beispielsweise in Abhängigkeit der Gaspedalstellung, der zeitlichen Änderung des Gaspedalweges und/oder der zeitlichen Änderung der Gaspedalbewegung, erfolgten.
Die zeitliche Änderung des Parameters - also die Geschwindigkeit der Änderung des Parameters - und/oder die zeitliche Änderung dieser Geschwindigkeit - also die Beschleunigung der Änderung des Parameters - sind ein Maß für die Bewertung des transienten Zustandes. Die Tendenz zum plötzlichen Partikelausstoß korreliert mit der Änderungsgeschwindigkeit des Parameters.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Geometrie der Brennkraftmaschine, beispielsweise der Hub, der Zylinderdurchmesser, die Pleuellänge und/oder die Kolbengeometrie, vorzugsweise die Form der Kolbenoberfläche, in einer Datenbank abgespeichert werden und die Veränderung des Beginnes der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit der Geometrie der Brennkraftmaschine erfolgt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Kolbenstellung u nd/oder die Kolbenbewegung ermittelt werden und d ie Veränderung des Beginnes der Kraftstoffeinspritzung in Abhäng igkeit der Kolbenstel lung bzw. Kolbenbewegung erfolgt.
Auch die Form des Einspritzstrah les wirkt sich auf die Emissionen aus. Daher kann in weiterer Ausführung der Erfind ung d ie Form des Kraftstoffstrahles ermittelt und/oder abgespeichert werden, wobei d ie Veränderung des Beginnes der Kraftstoffeinspritzung in Abhäng igkeit der Form des Kraftstoffstrahles erfolgt.
Weiters kann d ie Motortemperatur und/oder d ie Kühlmitteltemperatur und/oder die Öltemperatur als Maß für d ie Bauteiltemperatur ermittelt werden und der Beginn der Kraftstoffeinspritzung in Abhängig keit der Motortemperatur und/oder der Kühlmitteltemperatur und/oder der Öltemperatur verändert werden .
Ferner kann auch der Einspritzd ruck als Parameter für d ie Bestimmung der Veränderung der Strategie der Kraftstoffeinspritzung verwendet werden .
Die Strateg ie der Kraftstoffeinspritzung wird vor allem durch d ie Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, die zeitl iche und/oder die lokale Lage der Kraftstoffeinspritzungen - insbesondere des Beginnes der Kraftstoffeinspritzung -, und dem Einspritzd ruck der Kraftstoffeinspritzung bestimmt.
Wenn ein transienter Zustand festgestellt wird kann der Begin n der - vorzugsweise mehrerer Kraftstoffeinspritzvorgänge pro Zyklus aufweisenden - Kraftstoff¬ einspritzung , verändert, vorzugsweise verzögert werden .
Weiters kann - wenn ein transienter Zustand festgestellt wird - d ie Anzahl der Einspritzungen pro Zyklus verändert wird , wobei vorzugsweise d ie Anzahl der Einspritzungen pro Zyklus erhöht werden .
Schließl ich kan n auch vorgesehen sein, dass - wenn ein transienter Zustand festgestellt wird - der Einspritzdruck verändert, vorzugsweise erhöht, wird .
Im Rahmen der vorliegenden Erfind ung kann weiters vorgesehen sein, dass d ie Verzögerung des Beg innes der Kraftstoffeinspritzung mittels eines mathematisches Modells berechnet wird , wobei für d ie Verzögerung Δί gilt:
At= F (x, dx/dt, d2x/dt2, h, d , TM, pm, PF), wobei
x d ie Position des Gaspedals,
dx/dt . .. . d ie zeitliche Änderung des Gaspedalweges,
d2x/dt2 .. d ie zeitliche Änderung der Gaspedalbeweg ung ,
h d ie Kol benstel lung, d .... der Einspritzstrahldurchmessers,
TM .... die Motortemperatur,
pM .... der Mitteldruck zumindest eines Zylinders,
pF .... der Kraftstoffeinspritzdruck ist .
Die besten Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Verzögerung des Beginnes der Kraftstoffeinspritzung zwischen 10° und 50°, vorzugsweise etwa 20° bis 40° Kurbelwinkel beträgt.
In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nach Beendigung des transienten Zustandes die Strategie der Kraftstoffeinspritzung, vorzugsweise unter Verwendung einer Abklingfunktion, wieder auf den Normalzustand zurückgeführt wird, wobei vorzugsweise die Abklingfunktion eine Funktion der Motordrehzahl und/oder der Motortemperatur und/oder der Kühlmitteltemperatur ist.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Fig . näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 verschiedene Motorparameter, über der Zeit aufgetragen; und
Fig. 2 den Einfluss der Partikelanzahl in Abhängigkeit des Beginnes der
Kraftstoffeinspritzung .
In Fig. 1 sind das Kraftstoff-Luftverhältnis λ, der Zündzeitpunkt I, die Last L, die Motordrehzahl n, der Beginn SOI der Kraftstoffeinspritzung, die Partikelanzahl PN, Partikelmasse MSS, Kühlmitteltemperatur Tc, Gang G, Pedalstellung x, und Fahrzeuggeschwindigkeit vs über der Zeit t aufgetragen. Fig . 2 zeigt die Partikelanzahl PN über dem Beginn SOI der Kraftstoffeinspritzung .
Im mit Pfeilen markierten Zeitbereich t zwischen 250 und 350 Sekunden wurde in einem transienten Betriebsbereich der Beginn der Kraftstoffeinspritzung um etwa 20° Kurbelwinkel KW verzögert, wodurch es zu einer deutlichen Reduzierung der Partikelanzahl PN - im Vergleich zu früheren oder späteren Kraftstoffeinspritzzeitpunkten kam. Mit LW ist dabei der Bereich der Benetzung des Zylinders (liner Wetting) und mit PW der Bereich der Benetzung des Kolbens (piston Wetting) mit Kraftstoff bezeichnet. In dem Bereich zwischen den beiden Pfeilen findet keine oder kaum eine Benetzung statt bzw. wird die Benetzung soweit reduziert, dass die Bauteiltemperatur nicht sinkt.
Nach Beendigung des transienten Zustandes kann die Strategie der Kraftstoffeinspritzung unter Verwendung einer Abklingfunktion (decay function) wieder auf den Normalzustand - also dem Kennfeldwert für die sich nach der Beendigung des transienten Zustandes einstellende Last - zurückgeführt werden. Die Ab- klingfunktion ist vorteilhafterweise eine Funktion der Motoröl- und/oder der Kühlmitteltemperatur Tc, sowie der Motordrehzahl n. Dabei wird der geänderten Zustand eine gewisse Zeit, eine Anzahl an Einspritzungen, etc. gehalten und dann abgeregelt. Diese Abregelung erfolgt entlang einer Rampe oder einer bestimmten Funktion, bis die Parameter, die transient geändert wurden, wieder auf den Kennfeldwerten liegen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, wobei in zumindest einem Motorbetriebsbereich die Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit zumindest eines Motorparameters verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob ein transienter Zustand der Brennkraftmaschine vorliegt und - wenn ein transienter Betriebszustand festgestellt wird - die Strategie der Kraftstoffeinspritzung - vorzugsweise die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen und/oder die zeitliche und/oder örtliche Lage der Kraftstoffeinspritzungen und/oder der Kraftstoffeinspritzdruck - verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung des transienten Betriebszustandes die zeitliche Änderung zumindest eines die Last der Brennkraftmaschine beschreibenden Parameters der Motorsteuerung ermittelt wird und ein transienter Betriebszustand festgestellt wird, wenn die zeitliche Änderung des Parameters >0 ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung des transienten Betriebszustandes die zeitliche Änderung der relativen Last ermittelt wird und ein transienter Betriebszustand festgestellt wird, wenn die zeitliche Änderung der relativen Last >0 ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung des transienten Betriebszustandes die zeitliche Änderung der Luftmasse ermittelt wird und ein transienter Betriebszustand festgestellt wird, wenn die zeitliche Änderung der Luftmasse >0 ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung des transienten Betriebszustandes die zeitliche Änderung des Mitteldruckes (pm) ermittelt wird und ein transienter Betriebszustand festgestellt wird, wenn die zeitliche Änderung des Mitteldruckes (pm) >0 ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung des transienten Betriebszustandes die zeitliche Änderung des Gaspedalweges (x) ermittelt wird und ein transienter Betriebszustand festgestellt wird, wenn die zeitliche Änderung des Gaspedalweges (x) >0 ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Parameter aus der Gruppe Gaspedalweg, relative Last, Luftmasse oder Mitteldruck ermittelt wird und die Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit des Parameters verändert wird .
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Änderung des Parameters ermittelt wird und die Veränderung der Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Änderung des Parameters erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung der Geschwindigkeit des Parameters ermittelt wird und die Veränderung der Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit der zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit des Parameters erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Brennkraftmaschine, vorzugsweise der Hub, der Zylinderdurchmesser, die Pleuellänge und/oder die Kolbengeometrie, besonders vorzugsweise die Form der Kolbenoberfläche, in einer Datenbank abgespeichert wird und die Veränderung der Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit der Geometrie der Brennkraftmaschine erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstellung (h) und/oder die Kolbenbewegung ermittelt wird und die Veränderung der Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit der Kolbenstellung bzw. Kolbenbewegung erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Kraftstoffstrahles ermittelt und/oder abgespeichert wird die Veränderung der Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit der Form des Kraftstoffstrahles erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Motortemperatur (TM) und/oder Kühlmittetemperatur (Tc) ermittelt wird und die Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit der Motortemperatur (TM) und/oder Kühlmitteltemperatur (Tc) verändert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitteldruck (pm) ermittelt wird und die Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit des Mitteldruckes (pm) verändert wird .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinspritzdruck (pF) ermittelt wird und die Strategie der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit des Kraftstoffeinspritzdrucks (pF) verändert wird . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn ein transienter Zustand festgestellt wird - der Beginn (SOI) der Kraftstoffeinspritzung, vorzugsweise mehrerer Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus, verändert, vorzugsweise verzögert wird .
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung des Beginnes (SOI) der Kraftstoffeinspritzung mittels eines mathematisches Modells berechnet wird, wobei für die Verzögerung Δί gilt:
At= F (x, dx/dt, d2x/dt2, h, d, TM, pm, pF), die Position des Gaspedals,
die zeitliche Änderung des Gaspedalweges, die zeitliche Änderung der Gaspedalbewegung,
die Kolbenstellung,
der Einspritzstrahldurchmessers,
die Motortemperatur,
der Mitteldruck zumindest eines Zylinders, der Kraftstoffeinspritzdruckes ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung des Beginnes (SOI) der Kraftstoffeinspritzung zwischen etwa 10° und 50°, vorzugsweise etwa 20° bis 40° Kurbelwinkel (KW) beträgt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn ein transienter Zustand festgestellt wird - die Anzahl der Einspritzungen pro Zyklus verändert wird, wobei vorzugsweise die Anzahl der Einspritzungen pro Zyklus erhöht wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn ein transienter Zustand festgestellt wird - der Einspritzdruck verändert, vorzugsweise erhöht, wird .
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des transienten Zustandes die Strategie der Kraftstoffeinspritzung, vorzugsweise unter Verwendung einer Abklingfunktion, wieder auf den Normalzustand zurückgeführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abklingfunktion eine Funktion der Motordrehzahl (n) und/oder der Motortemperatur (TM) und/oder der Kühlmitteltemperatur (Tc) ist.
2015 03 19 / Fu
PCT/EP2015/055817 2014-03-21 2015-03-19 Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten brennkraftmaschine Ceased WO2015140260A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112015000876.4T DE112015000876A5 (de) 2014-03-21 2015-03-19 Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50210/2014A AT515563B1 (de) 2014-03-21 2014-03-21 Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine
ATA50210/2014 2014-03-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015140260A1 true WO2015140260A1 (de) 2015-09-24

Family

ID=52774198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/055817 Ceased WO2015140260A1 (de) 2014-03-21 2015-03-19 Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten brennkraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
AT (1) AT515563B1 (de)
DE (1) DE112015000876A5 (de)
WO (1) WO2015140260A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018028812A1 (de) * 2016-08-09 2018-02-15 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine, einrichtung zum steuern und/oder regeln und brennkraftmaschine
CN115370501A (zh) * 2022-09-26 2022-11-22 重庆长安汽车股份有限公司 一种用于喷油次数切换工况的喷油量修正方法、装置及发动机

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8645043B2 (en) * 2011-01-19 2014-02-04 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling fuel injection to decrease particulate emissions during transient engine operation
DE102016219552B4 (de) * 2016-10-07 2019-06-13 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050145222A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-07 Douglas Glenn Apparatus and method for suppressing internal combustion ignition engine emissions
DE102011004190A1 (de) * 2011-02-16 2012-08-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Vorgabe von Einspritzimpulsen
US20140039780A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with direct injection and reduced particulate emissions
WO2014195101A1 (de) * 2013-06-07 2014-12-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden verbrennungskraftmaschine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6325044B1 (en) * 1999-05-07 2001-12-04 General Electric Company Apparatus and method for suppressing diesel engine emissions
US6341596B1 (en) * 2000-04-28 2002-01-29 General Electric Company Locomotive transient smoke control strategy using load application delay and fuel injection timing advance
US9267430B2 (en) * 2010-10-04 2016-02-23 International Engine Intellectual Property Company, Llc. Engine controlling emissions during transient operations
US8645043B2 (en) * 2011-01-19 2014-02-04 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling fuel injection to decrease particulate emissions during transient engine operation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050145222A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-07 Douglas Glenn Apparatus and method for suppressing internal combustion ignition engine emissions
DE102011004190A1 (de) * 2011-02-16 2012-08-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Vorgabe von Einspritzimpulsen
US20140039780A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with direct injection and reduced particulate emissions
WO2014195101A1 (de) * 2013-06-07 2014-12-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden verbrennungskraftmaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018028812A1 (de) * 2016-08-09 2018-02-15 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine, einrichtung zum steuern und/oder regeln und brennkraftmaschine
CN115370501A (zh) * 2022-09-26 2022-11-22 重庆长安汽车股份有限公司 一种用于喷油次数切换工况的喷油量修正方法、装置及发动机
CN115370501B (zh) * 2022-09-26 2023-08-22 重庆长安汽车股份有限公司 一种用于喷油次数切换工况的喷油量修正方法、装置及发动机

Also Published As

Publication number Publication date
AT515563A1 (de) 2015-10-15
DE112015000876A5 (de) 2016-12-22
AT515563B1 (de) 2016-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1716330B1 (de) Verfahren zur gleichstellung der einspritzmengenunterschiede zwischen den zylindern einer brennkraftmaschine
EP2004975B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102016224919B4 (de) Kraftstoffeinspritzsystem, Kraftstoffeinspritzungssteuervorrichtung und -verfahren
AT515563B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine
DE102011113605A1 (de) Verfahren zur Vorwärtsregelung der Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors
DE102013211661A1 (de) Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und reduzierter Feinstaubemission
DE102018201150A1 (de) Steuerung einer Brennkraftmaschine in einer Übergangsbetriebsart
DE102012020706B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102018129771B4 (de) Steuerung zum Steuern des Zündzeitpunkts in einem Kaltstartzustand für einen Motor in einem Fahrzeugantriebssystem
EP1352164A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eine brennkraftmaschine
DE10302058A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2011042402A2 (de) Verfahren zum betreiben einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
DE102012006342A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
WO2013023833A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine
WO2012007085A1 (de) Adaptionsverfahren
DE102017101440B4 (de) System und Verfahren zur Rückgewinnung von thermischer Energie im Zylinder und Steuerung der Zylindertemperatur
DE102015007455A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102016224643A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
DE102016219552B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102020206799B4 (de) Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Verbrauchs- und/oder Emissionswerten in mindestens einem Betriebspunkt eines Kennfeldes einer Brennkraftmaschine auf einem Prüfstand sowie Steuergerät zur Steuerung eines Prüfstands für eine Brennkraftmaschine
AT522868A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine
DE102019210242A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aufheizen des Katalysators eines einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor enthaltenden Kraftfahrzeugs
DE102015211688A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP1344901A2 (de) Steuerung eines Verbrennungsmotors im Schiebebetrieb
DE102015223217A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

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: 15712841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015000876

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112015000876

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15712841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1