WO2018059705A1 - Verfahren zum ändern einer aufteilung auf saugrohreinspritzung und direkteinspritzung bei einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum ändern einer aufteilung auf saugrohreinspritzung und direkteinspritzung bei einer brennkraftmaschine Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for changing a split to port injection and direct injection in an internal combustion engine with these two types of injection and a computing unit and a computer program for its implementation.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
  • An inventive method is used to change a split on intake manifold injection and direct injection in an internal combustion engine with Saugrahreinspritzung and direct injection injection types from a first to a second division factor.
  • fuel quantities to be introduced in accordance with the second distribution factor are determined by means of the respective injection type in each combustion chamber of the internal combustion engine.
  • an ignition angle is determined for each combustion chamber taking into account at least one torque request to the internal combustion engine and the determined fuel quantities and the determined ignition angles are set.
  • the determination of the fuel quantities and / or the ignition angle for each combustion chamber is done individually.
  • the operation of the internal combustion engine which is as uniform as possible can be achieved, since the combustion chamber-specific torques correspond to the required torque due to the combustion chamber-individual ignition angle adaptation.
  • a torque request is used before and / or after the change in the distribution.
  • the torque requirements before and after the change of the distribution deviate from one another by at most 5%, in particular by at most 2%. It is particularly preferred if no deviation occurs between the torque requirements before and after the change in the distribution.
  • a constant or at least almost constant operating point with respect to the torque request is realized in this way, despite a change in the allocation to the types of injection. For a driver, therefore, a change in distribution is not or at least almost unnoticeable despite, for example, the achieved emission value improvement.
  • the ignition angles are interpolated taking into account the second distribution factor between corresponding ignition angles for a pure intake manifold injection and a pure direct injection.
  • the ignition angles for the pure intake manifold injection and the pure direct injection can preferably be in a table or a map, in particular for ver ⁇ different torque requirements and / or fuel quantities, be deposited.
  • the firing angle for the same torque requirement in the two types of injection are usually different. In which of the two types of injection the ignition angle is earlier, can depend on the type and geometry of the engine concerned.
  • an adjustment of the fuel quantities taking into account the at least one torque request to the internal combustion engine.
  • any torque differences due to the change in the distribution of the types of injection and the concomitant change in the distribution of the respective fuel quantities for the respective types of injection also by Mehrtial. Reduced quantities of fuel are taken into account. This allows an even better retention or maintenance of the desired torque.
  • an air charge for each combustion chamber is further determined and adjusted taking into account the at least one torque request to the internal combustion engine. This also allows even better maintenance or compliance with the desired torque, since the combustion and thus the torque output can be influenced by the amount of air supplied. In addition, the emission values can also be improved in this way.
  • An arithmetic unit according to the invention e.g. a control unit, in particular an engine control unit, of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for the provision of the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard disks, flash memories, EEPROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • Figures 1a and 1b schematically show two internal combustion engines, which can be used for a method according to the invention.
  • Figure 2 shows schematically a cylinder of an internal combustion engine, which can be used for a method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 1 a shows schematically and simplified an internal combustion engine 100, which can be used for a method according to the invention.
  • the internal combustion engine 100 has four combustion chambers 103 and a suction tube 106, which is connected to each of the combustion chambers 103.
  • the intake manifold 106 has, for each combustion chamber 103, a fuel injector 107 which is arranged in the respective section of the intake manifold just before the combustion chamber.
  • the fuel injectors 107 thus serve a Saugrohreinsprit- Zung.
  • each combustion chamber 103 has a fuel injector 11 for direct injection.
  • FIG. 1 b shows schematically and in simplified form another internal combustion engine 200 which can be used for a method according to the invention.
  • the internal combustion engine 100 has four combustion chambers 103 and a suction tube 206, which is connected to each of the combustion chambers 103.
  • the intake manifold 206 has a common fuel for all combustion chambers 103! Njektor 207, which is arranged in the intake manifold, for example, shortly after a throttle valve, not shown here.
  • the first fuel! Njektor 207 thus serves a port injection.
  • each combustion chamber 103 has a fuel injector 11 for direct injection.
  • Both shown internal combustion engines 100 and 200 thus have a so-called dual system, i. via intake manifold injection and direct injection. The difference is only in the type of intake manifold injection. While, for example, the intake manifold injection shown in FIG. 1a permits a fuel metering individually for each combustion chamber, as can be used, for example, for higher quality internal combustion engines, the intake manifold injection shown in FIG. 1b is simpler in design and control.
  • the two internal combustion engines shown may in particular be gasoline engines.
  • a cylinder 102 of the internal combustion engine 100 is schematically and simplified, but shown in more detail than in FIG. 1a.
  • the cylinder 102 has a combustion chamber 103 which is enlarged or reduced by movement of a piston 104.
  • the position of the piston can be given, for example, in relation to the so-called top dead center (TDC) at which the piston has reached its highest point (in relation to the figure).
  • TDC top dead center
  • the present internal combustion engine may in particular be a gasoline engine.
  • the cylinder 102 has an inlet valve 105 to admit air or a fuel-air mixture into the combustion chamber 103.
  • the air is supplied via the suction pipe 106 as part of an air supply, at which the fuel injector 107 located. Sucked air is admitted via the inlet valve 105 into the combustion chamber 103 of the cylinder 102.
  • a throttle flap 112 in the air supply system is used to set the required air mass flow into the cylinder 102.
  • an air mass meter 120 for example in the form of a hot film air mass meter, the amount of air to be introduced through the suction pipe 106 into the combustion chamber 103 can be determined.
  • the internal combustion engine can be operated in the course of a port injection. With the aid of the fuel injector 107, fuel is injected into the intake manifold 106 in the course of this intake manifold injection, so that there is an air intake.
  • Fuel mixture forms, which is introduced via the inlet valve 105 into the combustion chamber 103 of the cylinder 102.
  • the internal combustion engine can also be operated in the course of a direct injection.
  • the fuel ! The injector 11 1 attached to the cylinder 102 to inject fuel directly into the combustion chamber 103.
  • the air-fuel mixture required for combustion is formed directly in the combustion chamber 103 of the cylinder 102.
  • the cylinder 102 is further provided with an ignition device 1 10 to the
  • the ignition angle ie the angle of the crankshaft 130, at which the ignition of the mixture takes place in the combustion chamber, can be given, for example, with the angle ⁇ shown.
  • the value ⁇ 0 ° corresponds to the top dead center, the ignition angle can then, for example.
  • top dead center It should be noted that in a four-stroke internal combustion engine, two top dead centers exist, with an ignition only in the vicinity of each second such top dead center (ZOT). Combustion exhaust gases are expelled from the cylinder 102 via an exhaust pipe 108 after combustion. The ejection is dependent on the opening of an exhaust valve 109, which is also disposed on the cylinder 102.
  • Inlet and exhaust valves 105, 109 are opened and closed to perform a four-stroke operation of the engine 100 in a known manner.
  • the internal combustion engine 100 may be operated by direct injection, with intake manifold injection or in a mixed operation. This allows the selection of the optimum operating mode for operating the internal combustion engine 100 depending on the current operating point. For example, the engine 100 may be operated in a port injection mode when operated at a low speed and a low load, and may be operated in a direct injection mode when operated at a high speed and a high load. Over a wide operating range, however, it makes sense to operate the internal combustion engine 100 in a mixed operation in which the amount of fuel to be supplied to the combustion chamber 103 is supplied proportionally by intake manifold injection and direct injection.
  • a computing unit designed as a control unit 1 15 for controlling the internal combustion engine 100 is provided.
  • the control unit 15 can operate the internal combustion engine 100 in the direct injection, the intake manifold injection or the mixed operation. Furthermore, the control unit 1 15 can also detect values from the air mass meter 120.
  • the operation of the internal combustion engine 100 explained in more detail with reference to FIG. 2 can also be transferred to the internal combustion engine 200 according to FIG. 1 b, with the only difference that only one common fuel injector is provided for all combustion chambers or cylinders. In the case of intake manifold injection or in a mixed operation, therefore, the single fuel injector in the intake manifold is actuated.
  • FIG. 3 schematically shows a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • a distribution to the injection port types intake manifold injection and direct injection is to be changed from a first distribution factor A to a second distribution factor A '.
  • the two distribution factors A and A ' correspond to respective amounts of fuel M s and M D or M' s and M ' D for the respective portions of the intake manifold or direct injection.
  • the respective total fuel quantities can remain the same before and after the change in the distribution, ie
  • M s + M D M's + M ' D.
  • M s + M D M's + M ' D.
  • the torque requirements when changing the distribution must be considered.
  • corresponding ignition angle for the pure intake manifold injection and pure direct injection can be deposited.
  • the torque request D 'an ignition angle Acp s for a pure intake manifold injection and a firing angle ⁇ 0 be deposited for a pure direct injection.
  • the ignition angle ⁇ to be set can now be determined as a function of the second distribution factor A '.
  • the ignition angle ⁇ can be determined, for example, within the framework of an interpolation, in particular a linear interpolation, between the two ignition angles ⁇ ⁇ and ⁇ 0 .
  • These ignition angles should be determined individually for each combustion chamber, as well as the respective fuel quantities. In particular, at the ignition angle is important to ensure that the ignition timing of the individual combustion chambers are offset due to the connection of the respective pistons to the crankshaft of the internal combustion engine against each other.
  • a status variable is defined, which is a Umschalteky, i. indicates a desired change in the distribution of the type of injection, or changes its value accordingly in such a changeover request.
  • This status variable can then trigger both the determination of the new fuel quantities and the determination of the new ignition angle. This allows a particularly simple and fast implementation of the proposed method.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern einer Aufteilung auf Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung bei einer Brennkraftmaschine (100) mit Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung als Einspritzungsarten von einem ersten zu einem zweiten Aufteilungsfaktor, wobei mittels der jeweiligen Einspritzungsart in jeden Brennraum (103) der Brennkraftmaschine (100) entsprechend dem zweiten Aufteilungsfaktor (Α') einzubringende Kraftstoffmengen ermittelt werden, wobei jeweils ein Zündwinkel (Δφ) für jeden Brennraum (103) unter Berücksichtigung wenigstens einer Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine (100) ermittelt wird, und wobei die ermittelten Kraftstoffmengen und die ermittelten Zündwinkel (Δφ) eingestellt werden.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Ändern einer Aufteilung auf Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung bei einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern einer Aufteilung auf Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung bei einer Brennkraftmaschine mit diesen beiden Einspritzungsarten sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Stand der Technik
Ein mögliches Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung bei Ottomotoren ist die Saugrohreineinspritzung, welche zunehmend von einer Kraftstoffdirekteinspritzung abgelöst wird. Letzteres Verfahren führt zu deutlich besserer Kraftstoffverteilung in den Brennräumen und somit zu besserer Leistungsausbeute bei geringerem Kraftstoffverbrauch.
Weiterhin gibt es auch Ottomotoren mit einer Kombination von Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung, einem sog. Dualsystem. Dies ist gerade im Lichte immer strengerer Emissionsanforderungen bzw. Emissionsgrenzwerten vorteilhaft, da die Saugrohreinspritzung bspw. bei mittleren Lastbereichen bessere Emissionswerte zur Folge hat als eine Direkteinspritzung.
Durch die unterschiedliche Leistungsausbeute bei den verschiedenen Einspritzungsarten kann es nun jedoch bei einer Änderung der Aufteilung auf die beiden Einspritzungsarten zu einer Änderung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments kommen, was sich für einen Fahrer bspw. in einem Ruck- eln aufgrund eines Leistungseinbruchs oder einer Leistungserhöhung bemerkbar machen kann. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ändern einer Aufteilung auf Saug- rohreinspritzung und Direkteinspritzung bei einer Brennkraftmaschine sowie eine
Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ändern einer Aufteilung auf Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung bei einer Brennkraftmaschine mit Saug- rohreinspritzung und Direkteinspritzung als Einspritzungsarten von einem ersten zu einem zweiten Aufteilungsfaktor. Hierzu werden mittels der jeweiligen Einspritzungsart in jeden Brennraum der Brennkraftmaschine entsprechend dem zweiten Aufteilungsfaktor einzubringende Kraftstoffmengen ermittelt. Weiterhin wird jeweils ein Zündwinkel für jeden Brennraum unter Berücksichtigung wenigs- tens einer Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine ermittelt und die ermittelten Kraftstoffmengen und die ermittelten Zündwinkel werden eingestellt.
Durch das Anpassen des Zündwinkels bei einer Änderung der Aufteilung auf die beiden Einspritzungsarten kann nun gezielt auf das sich nach der Änderung ein- stellende Drehmoment eingewirkt und dieses ggf. durch diese Anpassung des
Zündwinkels verändert werden. Dies ist möglich, da eine Veränderung des Zündwinkels eine Veränderung des im jeweiligen Brennraum erzeugten Drehmoments bewirkt. So kann bspw. bei insgesamt, d.h. über beide Einspritzungsarten gesehen, gleicher Kraftstoffmenge vor und nach der Änderung der Aufteilung erreicht werden, dass sich das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment nicht oder nur unwesentlich ändert. Ohne diese Anpassung des Zündwinkels würde sich aufgrund der unterschiedlichen Leistungsausbeute bei den beiden Einspritzungsarten in der Regel ein merklich anderes Drehmoment ergeben. Ohne die Anpassung des Zündwinkels zugleich mit der Änderung der Auf- teilung könnte eine Anpassung des Drehmoments an einen gewünschten Wert erst später erfolgen. Ein Fahrer eines zugehörigen Kraftfahrzeugs spürt bei dem vorgeschlagenen Verfahren somit keine Auswirkungen hinsichtlich des Fahrkomforts in verschiedenen Betriebspunkten. Gleichzeit kann jedoch bspw. eine Ver- besserung der Emissions- und Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine durch die Änderung der Aufteilung erreicht werden.
Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der Kraftstoffmengen und/oder der Zündwinkel für jeden Brennraum individuell. Auf diese Weise kann ein möglichst gleich- mäßiger Betrieb der Brennkraftmaschine erreicht werden, da aufgrund der brenn- raum-individuellen Zündwinkelanpassung die brennraum-individuellen Drehmomente dem geforderten Drehmoment entsprechen.
Vorteilhafterweise wird als die wenigstens eine Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine eine Drehmomentanforderung vor und/oder nach der Änderung der Aufteilung verwendet. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass möglichst das gewünschte Drehmoment von der Brennkraftmaschine abgegeben wird. Zweckmäßigerweise weichen dabei die Drehmomentanforderungen vor und nach der Änderung der Aufteilung um höchstens 5%, insbesondere um höchstens 2%, voneinander ab. Besonders bevorzugt ist, wenn gar keine Abweichung zwischen den Drehmomentanforderungen vor und nach der Änderung der Aufteilung auftritt. Mit anderen Worten wird auf diese Weise ein konstanter oder zumindest na- hezu konstanter Betriebspunkt bzgl. der Drehmomentanforderung trotz Änderung der Aufteilung auf die Einspritzungsarten verwirklicht. Für einen Fahrer ist somit eine Aufteilungsänderung trotz der bspw. erreichten Emissionswerteverbesserung nicht oder zumindest nahezu nicht spürbar.
Es ist von Vorteil, wenn die Zündwinkel unter Berücksichtigung des zweiten Aufteilungsfaktors zwischen entsprechenden Zündwinkeln für eine reine Saugrohreinspritzung und eine reine Direkteinspritzung interpoliert werden. Die Zündwinkel für die reine Saugrohreinspritzung und die reine Direkteinspritzung können dabei bevorzugt in einer Tabelle oder einem Kennfeld, insbesondere für ver- schiedene Drehmomentanforderungen und/oder Kraftstoff mengen, hinterlegt sein. Dabei ist zu beachten, dass die Zündwinkel für die gleiche Drehmomentanforderung bei den beiden Einspritzungsarten in der Regel unterschiedlich sind. Bei welcher von beiden Einspritzungsarten der Zündwinkel früher ist, kann dabei von der Bauart und Geometrie der betreffenden Brennkraftmaschine abhängen. Durch eine geeignete Interpolation kann somit sehr einfach ein passender Zündwinkel für einen Mischbetrieb, d.h. gleichzeitig Saugrohr- und Direkteinspritzung, ermittelt und eingestellt werden.
Vorzugsweise erfolgt im Rahmen der Ermittlung der mittels der jeweiligen Einspritzungsart in jeden Brennraum der Brennkraftmaschine entsprechend dem zweiten Aufteilungsfaktor einzubringenden Kraftstoffmengen eine Anpassung der Kraftstoffmengen unter Berücksichtigung der wenigstens einen Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine. Auf diese Weise können etwaige Drehmomentunterschiede aufgrund der Änderung der Aufteilung der Einspritzungsarten und der damit einhergehenden Änderung der Aufteilung der jeweiligen Kraftstoffmengen für die jeweiligen Einspritzungsarten auch zusätzlich durch Mehrbzw. Mindermengen an Kraftstoff berücksichtigt werden. Dies ermöglicht eine noch bessere Beibehaltung oder Einhaltung des gewünschten Drehmoments.
Vorteilhafterweise wird weiterhin eine Luftfüllung für jeden Brennraum unter Berücksichtigung der wenigstens einen Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine ermittelt und eingestellt. Auch dies ermöglicht eine noch bessere Beibehaltung oder Einhaltung des gewünschten Drehmoments, da über die zugeführte Luftmenge die Verbrennung und damit das abgegebene Drehmoment beeinflusst werden kann. Zudem können auf diese Weise auch die Emissionswerte verbessert werden.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät, insbesondere ein Motorsteuergerät, eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figuren 1a und 1 b zeigen schematisch zwei Brennkraftmaschinen, welche für ein erfindungsgemäßes Verfahren herangezogen werden können.
Figur 2 zeigt schematisch einen Zylinder einer Brennkraftmaschine, welcher für ein erfindungsgemäßes Verfahren herangezogen werden kann.
Figur 3 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. Ausführungsform(en) der Erfindung
In Figur 1 a ist schematisch und vereinfacht eine Brennkraftmaschine 100 gezeigt, welche für ein erfindungsgemäßes Verfahren herangezogen werden kann. Beispielhaft weist die Brennkraftmaschine 100 vier Brennräume 103 und ein Saugrohr 106 auf, welches an jeden der Brennräume 103 angeschlossen ist.
Das Saugrohr 106 weist dabei für jeden Brennraum 103 einen Kraftstoffinjektor 107 auf, der in dem jeweiligen Abschnitt des Saugrohrs kurz vor dem Brennraum angeordnet ist. Die Kraftstoffinjektoren 107 dienen somit einer Saugrohreinsprit- zung. Weiterhin weist jeder Brennraum 103 einen Kraftstoffinjektor 1 11 für eine Direkteinspritzung auf.
In Figur 1 b ist schematisch und vereinfacht eine weitere Brennkraftmaschine 200 gezeigt, welche für ein erfindungsgemäßes Verfahren herangezogen werden kann. Beispielhaft weist die Brennkraftmaschine 100 vier Brennräume 103 und ein Saugrohr 206 auf, welches an jeden der Brennräume 103 angeschlossen ist.
Das Saugrohr 206 weist dabei für alle Brennräume 103 einen gemeinsamen Kraftstoff! njektor 207 auf, der im Saugrohr bspw. kurz nach einer hier nicht gezeigten Drosselklappe angeordnet ist. Der erste Kraftstoff! njektor 207 dient somit einer Saugrohreinspritzung. Weiterhin weist jeder Brennraum 103 einen Kraftstoffinjektor 1 11 für eine Direkteinspritzung auf.
Beide gezeigten Brennkraftmaschinen 100 und 200 verfügen somit über ein sog. Dualsystem, d.h. über Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung. Der Unterschied besteht lediglich in der Art der Saugrohreinspritzung. Während bspw. die in Figur 1a gezeigte Saugrohreinspritzung eine Kraftstoffzumessung individuell für jeden Brennraum erlaubt, wie dies bspw. für höherwertige Brennkraftmaschinen verwendet werden kann, ist die in Figur 1 b gezeigte Saugrohreinspritzung einfacher in ihrem Aufbau und ihrer Ansteuerung. Bei den beiden gezeigten Brennkraftmaschinen kann es sich insbesondere um Ottomotoren handeln.
In Figur 2 ist ein Zylinder 102 der Brennkraftmaschine 100 schematisch und vereinfacht, jedoch detaillierter als in Figur 1a dargestellt. Der Zylinder 102 hat einen Brennraum 103, der durch Bewegung eines Kolbens 104 vergrößert oder verkleinert wird. Die Stellung des Kolbens kann dabei bspw. in Bezug auf den sog. oberen Totpunkt (OT) angegeben werden, bei welchem der Kolben seinen (in Bezug auf die Figur) höchsten Punkt erreicht hat. Bei der vorliegenden Brennkraftmaschine kann es sich insbesondere um einen Ottomotor handeln.
Der Zylinder 102 weist ein Einlassventil 105 auf, um Luft oder ein Kraftstoff-Luft- Gemisch in den Brennraum 103 einzulassen. Die Luft wird über das Saugrohr 106 als Teil einer Luftzuführung zugeführt, an dem sich der Kraftstoffinjektor 107 befindet. Angesaugte Luft wird über das Einlassventil 105 in den Brennraum 103 des Zylinders 102 eingelassen. Eine Drosselklappe 112 in dem Luftzuführungssystem dient zum Einstellen des erforderlichen Luftmassenstroms in den Zylinder 102. Mittels eines Luftmassenmessers 120, bspw. in Form eines Heißfilmluft- massenmessers, kann die durch das Saugrohr 106 in den Brennraum 103 einzubringende Luftmenge ermittelt werden.
Die Brennkraftmaschine kann im Zuge einer Saugrohreinspritzung betrieben werden. Mit Hilfe des Kraftstoffinjektors 107 wird im Zuge dieser Saugrohrein- spritzung Kraftstoff in das Saugrohr 106 eingespritzt, so dass sich dort ein Luft-
Kraftstoff-Gemisch bildet, das über das Einlassventil 105 in den Brennraum 103 des Zylinders 102 eingelassen wird.
Die Brennkraftmaschine kann auch im Zuge einer Direkteinspritzung betrieben werden. Zu diesem Zweck ist der Kraftstoff! njektor 11 1 an dem Zylinder 102 angebracht, um Kraftstoff direkt in den Brennraum 103 einzuspritzen. Bei dieser Direkteinspritzung wird das zur Verbrennung benötigte Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum 103 des Zylinders 102 gebildet. Der Zylinder 102 ist weiterhin mit einer Zündeinrichtung 1 10 versehen, um zum
Starten einer Verbrennung in dem Brennraum 103 einen Zündfunken zu erzeugen. Der Zündwinkel, d.h. der Winkel der Kurbelwelle 130, bei welchem die Zündung des Gemisches im Brennraum erfolgt, kann dabei bspw. mit dem gezeigten Winkel Δφ angegeben werden. Der Wert Δφ = 0° entspricht dabei dem oberen Totpunkt, der Zündwinkel kann dann bspw. nach dem oberen Totpunkt liegen. Zu beachten ist dabei, dass bei einer Viertaktbrennkraftmaschine zwei obere Totpunkte existieren, wobei nur in der Nähe eines jeden zweiten solchen oberen Totpunkts (ZOT) ein Zündvorgang erfolgt. Verbrennungsabgase werden nach einer Verbrennung aus dem Zylinder 102 über ein Abgasrohr 108 ausgestoßen. Das Ausstoßen erfolgt abhängig von der Öffnung eines Auslassventils 109, das ebenfalls an dem Zylinder 102 angeordnet ist. Ein- und Auslassventile 105, 109 werden geöffnet und geschlossen, um einen Viertaktbetrieb der Brennkraftmaschine 100 in bekannter Weise auszuführen. Die Brennkraftmaschine 100 kann mit Direkteinspritzung, mit Saugrohreinspritzung oder in einem Mischbetrieb betrieben werden. Dies ermöglicht die Wahl der jeweils optimalen Betriebsart zum Betreiben der Brennkraftmaschine 100 abhängig von dem momentanen Betriebspunkt. So kann die Brennkraftmaschine 100 beispielsweise in einem Saugrohreinspritzungsbetrieb betrieben werden, wenn sie bei niedriger Drehzahl und niedriger Last betrieben wird, und sie kann in einem Direkteinspritzungsbetrieb betrieben werden, wenn sie mit hoher Drehzahl und hoher Last betrieben wird. Über einen großen Betriebsbereich hinweg ist es jedoch sinnvoll, die Brennkraftmaschine 100 in einem Mischbetrieb zu betreiben, bei dem die dem Brennraum 103 zuzuführende Kraftstoffmenge anteilig durch Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung zugeführt wird.
Weiterhin ist eine als Steuergerät 1 15 ausgebildete Recheneinheit zum Steuern der Brennkraftmaschine 100 vorgesehen. Das Steuergerät 1 15 kann die Brennkraftmaschine 100 in der Direkteinspritzung, der Saugrohreinspritzung oder dem Mischbetrieb betreiben. Weiterhin kann das Steuergerät 1 15 auch Werte vom Luftmassenmesser 120 erfassen.
Die in Bezug auf Figur 2 näher erläuterte Funktionsweise der Brennkraftmaschine 100 lässt sich auch auf die Brennkraftmaschine 200 gemäß Figur 1 b übertragen, nur mit dem Unterschied, dass für alle Brennräume bzw. Zylinder nur ein gemeinsamer Kraftstoffinjektor vorgesehen ist. Bei einer Saugrohreinspritzung bzw. bei einem Mischbetrieb wird daher der einzige Kraftstoffinjektor im Saugrohr angesteuert.
In Figur 3 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Dabei soll eine Aufteilung auf die Einspritzungsarten Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung von einem ersten Aufteilungsfaktor A zu einem zweiten Aufteilungsfaktor A' geändert werden.
Bei der Änderung dieser Aufteilung sollen weiterhin auch eine Drehmomentanforderung D vor der Änderung und eine Drehmomentanforderung D' nach der Änderung berücksichtigt werden. Insbesondere können diese beiden Drehmo- mentanforderungen gleich sein, d.h. D = D'. Dies bedeutet, dass die Änderung der Aufteilung bei konstantem Betriebspunkt bzgl. der Drehmomentanforderung bzw. Drehmomentabgabe erfolgen soll. Dies kann bspw. wünschenswert sein, damit ein Fahrer eines zugehörigen Kraftfahrzeugs die Änderung der Aufteilung nicht oder zumindest so wenig wie möglich spürt.
Den beiden Aufteilungsfaktoren A und A' entsprechen jeweilige Kraftstoffmengen Ms und MD bzw. M's und M'D für die jeweiligen Anteile an der Saugrohr- bzw. Direkteinspritzung. Im einfachsten Fall können dabei die jeweiligen Gesamtkraftstoffmengen vor und nach der Änderung der Aufteilung gleich bleiben, d.h.
Ms + MD = M's + M'D. Es ist jedoch bspw. auch eine zusätzliche Anpassung der Kraftstoffmengen M's und M'D nach der Änderung denkbar.
Weiterhin sind die Drehmomentanforderungen bei der Änderung der Aufteilung zu berücksichtigen. In einem Kennfeld können dabei bspw. für verschiedene Drehmomentanforderungen entsprechende Zündwinkel für die reine Saugrohreinspritzung und die reine Direkteinspritzung hinterlegt sein. So können also bspw. für die Drehmomentanforderung D' ein Zündwinkel Acps für eine reine Saugrohreinspritzung und ein Zündwinkel Δφ0 für eine reine Direkteinspritzung hinterlegt sein.
Aus diesen beiden Zündwinkeln, Acps und Δφ0, kann nun in Abhängigkeit vom zweiten Aufteilungsfaktor A' der einzustellende Zündwinkel Δφ ermittelt werden. Der Zündwinkel Δφ kann dabei bspw. im Rahmen einer Interpolation, insbesondere einer linearen Interpolation, zwischen den beiden Zündwinkeln Δφδ und Δφ0 ermittelt werden. Diese Zündwinkel sollten dabei, wie auch die jeweiligen Kraftstoffmengen, individuell für jeden Brennraum ermittelt werden. Insbesondere beim Zündwinkel ist darauf zu achten, dass die Zündzeitpunkte der einzelnen Brennräume aufgrund der Anbindung der jeweiligen Kolben an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gegeneinander versetzt sind.
Im Zuge der Änderung der Aufteilung auf die beiden Einspritzungsarten können somit die neuen Kraftstoffmengen und der neue Zündwinkel, die wie oben erläutert ermittelt worden sind, eingestellt werden. Durch die Berücksichtigung des Zündwinkels kann erreicht werden, dass sich das Drehmoment, das nach der Änderung von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, im Vergleich zu vor der Änderung nicht oder zumindest nur kaum ändert. Je nach Situation kann jedoch auch eine gezielte Änderung des Drehmoments erreicht werden.
Eine Umsetzung dieses Verfahrens in einem Motorsteuergerät kann dabei derart erfolgen, dass bspw. in einer verwendeten Software eine Statusvariable definiert wird, die einen Umschaltewunsch, d.h. eine gewünschte Änderung der Aufteilung der Einspritzungsart, angibt bzw. bei einem solchen Umschaltewunsch entspre- chend ihren Wert ändert. Durch diese Statusvariable kann dann sowohl die Ermittlung der neuen Kraftstoffmengen als auch die Ermittlung des neuen Zündwinkels angestoßen werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens.

Claims

Verfahren zum Ändern einer Aufteilung auf Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung bei einer Brennkraftmaschine (100, 200) mit Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung als Einspritzungsarten von einem ersten (A) zu einem zweiten (Α') Aufteilungsfaktor,
wobei mittels der jeweiligen Einspritzungsart in jeden Brennraum (103) der Brennkraftmaschine (100, 200) entsprechend dem zweiten Aufteilungsfaktor (Α') einzubringende Kraftstoffmengen (M's, M'D) ermittelt werden, wobei jeweils ein Zündwinkel (Δφ) für jeden Brennraum (103) unter Berücksichtigung wenigstens einer Drehmomentanforderung (D, D') an die Brennkraftmaschine (100, 200) ermittelt wird, und
wobei die ermittelten Kraftstoffmengen (M's, M'D) und die ermittelten Zündwinkel (Δφ) eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Ermittlung der Kraftstoffmengen (M's, M'D) und/oder der Zündwinkel (Δφ) für jeden Brennraum (103) individuell erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als die wenigstens eine Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine eine Drehmomentanforderung vor (D) und/oder nach (D') der Änderung der Aufteilung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Drehmomentanforderungen vor (D) und nach (D') der Änderung der Aufteilung um höchstens 5%, insbesondere um höchstens 2%. voneinander abweichen.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zündwinkel (Δφ) unter Berücksichtigung des zweiten Aufteilungsfaktors (Α') zwischen entsprechenden Zündwinkeln (Acps, Δφ0) für eine reine Saugrohreinspritzung und eine reine Direkteinspritzung interpoliert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Zündwinkel (Acps, Δφ0) für die reine Saugrohreinspritzung und die reine Direkteinspritzung in einer Tabelle oder einem Kennfeld hinterlegt sind.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Rahmen der Ermittlung der mittels der jeweiligen Einspritzungsart in jeden Brennraum (103) der Brennkraftmaschine (100, 200) entsprechend dem zweiten Aufteilungsfaktor (Α') einzubringenden Kraftstoffmengen (M's, M'D) eine Anpassung der Kraftstoffmengen (M's, M'D) unter Berücksichtigung der wenigstens einen Drehmomentanforderung (D, D') an die Brennkraftmaschine (100, 200) erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei weiterhin eine Luftfüllung für jeden Brennraum (103) unter Berücksichtigung der wenigstens einen Drehmomentanforderung (D, D') an die Brennkraftmaschine (100, 200) ermittelt und eingestellt wird.
9. Recheneinheit (1 15), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
10. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (115) dazu veranlasst, ein Ver- fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der
Recheneinheit (1 15) ausgeführt wird.
1 1. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.
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