DE102018218184A1 - Method for operating an internal combustion engine operated with multiple injections - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer mit Mehrfacheinspritzungen betriebenen Brennkraftmaschine (4), mit den Schritten:(S100) Einlesen von Eingangsbetriebsparametern (EBP) der Brennkraftmaschine (4),(S200) Bestimmen von zumindest einer Lambda-Anpassung (LA) für die Mehrfacheinspritzungen basierend auf den Eingangsbetriebsparametern (EBP),(S300) Vergleichen der zumindest einen Lambda-Anpassung (LA) mit einem Referenzkriterium (RK), und(S400) Unterdrücken der zumindest einen Lambda-Anpassung (LA), wenn die zumindest eine Lambda-Anpassung (LA) das Referenzkriterium (RK) verletzt und die zumindest eine Lambda-Anpassung (LA) einer Voreinspritzung und/oder einer Nacheinspritzung (NE) der Mehrfacheinspritzungen zugeordnet ist.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (4) operated with multiple injections, comprising the steps: (S100) reading input operating parameters (EBP) of the internal combustion engine (4), (S200) determining at least one lambda adaptation (LA) for the Multiple injections based on the input operating parameters (EBP), (S300) comparing the at least one lambda adaptation (LA) with a reference criterion (RK), and (S400) suppressing the at least one lambda adaptation (LA) if the at least one lambda adaptation Adaptation (LA) violates the reference criterion (RK) and the at least one lambda adaptation (LA) is assigned to a pre-injection and / or a post-injection (NE) of the multiple injections.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer mit Mehrfacheinspritzungen betriebenen Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine operated with multiple injections.
Um die Verbrennung von Brennkraftmaschinen, wie z.B. Otto- oder Dieselmotoren, noch effizienter zu gestalten, bedient man sich der Mehrfacheinspritzung. Hierbei wird der Kraftstoff nicht immer auf einmal in den Brennraum eingespritzt, sondern in Abhängigkeit von der Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine wird die Einspritzung in bis zu vier Einzeleinspritzungen aufgeteilt.For the combustion of internal combustion engines, e.g. Multi-injection is used to make gasoline or diesel engines even more efficient. The fuel is not always injected into the combustion chamber all at once, but the injection is divided into up to four individual injections depending on the speed and load of the internal combustion engine.
Moderne Dieselmotoren verfügen z.B. über eine Vor-, eine Haupt- und eine Nacheinspritzung. Die Voreinspritzung, auch Piloteinspritzung genannt, erfolgt vor der Haupteinspritzung. Dadurch soll der Verbrennungsvorgang beim Dieselmotor „sanfter“ gestaltet werden. Laufruhe und Geräuschentwicklung sollen verbessert werden. Bei der Haupteinspritzung wird, wie der Name schon sagt, der Hauptanteil des Kraftstoffes in den Zylinder geleitet. Die so genannte Nacheinspritzung schließt den Einspritzvorgang ab. Zielsetzung der Nacheinspritzung ist es, die Verbrennung weiter zu optimieren und somit die Emissionswerte zu reduzieren.Modern diesel engines have e.g. via pre-injection, main injection and post-injection. The pilot injection, also called pilot injection, takes place before the main injection. This is intended to make the combustion process for the diesel engine “gentler”. Smoothness and noise development should be improved. With the main injection, as the name suggests, the majority of the fuel is directed into the cylinder. The so-called post-injection completes the injection process. The aim of post-injection is to further optimize combustion and thus reduce emissions.
Zur Einhaltung verschiedener Schadstoff- und anderer Emissionsgrenzwerte ist es erforderlich, die zuzuführende Kraftstoffmenge genau zu bemessen. Während eines Aufheizens von Katalysatoren einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und/oder bei einem Schichtladungsbetrieb ist die Zeit zwischen den Kraftstoffeinspritzungen sehr kurz bemessen, was eine besonders hohe Genauigkeit erfordert.To comply with various pollutant and other emission limit values, it is necessary to precisely measure the amount of fuel to be supplied. During the heating of catalysts of an exhaust gas aftertreatment device and / or during stratified charge operation, the time between the fuel injections is very short, which requires particularly high accuracy.
Im Betrieb können sogenannte Lambda-Anpassungen vorgenommen werden, damit ein vorbestimmter Lambda-Wert (auch Verbrennungsluftverhältnis λ genannt) erreicht wird.So-called lambda adjustments can be made during operation so that a predetermined lambda value (also called combustion air ratio λ) is achieved.
Wenn jedoch im Betrieb Lambda-Anpassungen erfolgen, z.B. im Bereich von ±5%, können Schadstoff- und anderer Emissionsgrenzwerte nicht mehr eingehalten werden. Wenn z.B. die Lambda-Anpassungen zu groß sind kann eine Einhaltung von Emissionsgrenzwerten, insbesondere für Partikelemissionen, nicht mehr gewährleistet werden. Wenn hingegen eine negative Lambda-Anpassung vorliegt, kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge so klein werden, dass ihr Wert unterhalb einer Mindestmenge für einen zuverlässigen Betrieb einer Kraftstoffeinspritzdüse der Brennkraftmaschine liegt.However, if Lambda adjustments are made during operation, e.g. in the range of ± 5%, pollutant and other emission limit values can no longer be met. If e.g. If the lambda adjustments are too large, compliance with emission limit values, in particular for particle emissions, can no longer be guaranteed. If, on the other hand, there is a negative lambda adaptation, the amount of fuel to be injected can become so small that its value is below a minimum amount for reliable operation of a fuel injection nozzle of the internal combustion engine.
Es besteht also Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie der Betrieb einer mit Mehrfacheinspritzungen betriebenen Brennkraftmaschine verbessert werden kann.There is therefore a need to show ways in which the operation of an internal combustion engine operated with multiple injections can be improved.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer mit Mehrfacheinspritzungen betriebenen Brennkraftmaschine, mit den Schritten:
- Einlesen von Eingangsbetriebsparametern der Brennkraftmaschine,
- Bestimmen von zumindest einer Lambda-Anpassung für die Mehrfacheinspritzungen basierend auf den Ei ngangsbetriebsparam etern,
- Vergleichen der zumindest einen Lambda-Anpassung mit einem Referenzkriterium, und
- Unterdrücken der zumindest einen Lambda-Anpassung, wenn die zumindest eine Lambda-Anpassung das Referenzkriterium verletzt und die zumindest eine Lambda-Anpassung einer Voreinspritzung und/oder einer Nacheinspritzung der Mehrfacheinspritzungen zugeordnet ist.
- Reading input operating parameters of the internal combustion engine,
- Determining at least one lambda adjustment for the multiple injections based on the input operating parameters,
- Comparing the at least one lambda adaptation with a reference criterion, and
- Suppression of the at least one lambda adjustment if the at least one lambda adjustment violates the reference criterion and the at least one lambda adjustment is assigned to a pre-injection and / or a post-injection of the multiple injections.
Mit anderen Worten, es werden Lambda-Anpassungen nur dann erlaubt und ausgeführt, wenn sie der Haupteinspritzung zugeordnet sind, da die Haupteinspritzung im Vergleich zu einer Voreinspritzung oder einer Nacheinspritzung nicht so sensitiv gegenüber Veränderung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist. So kann der Betrieb der mit Mehrfacheinspritzungen betriebenen Brennkraftmaschine verbessert werden.In other words, lambda adjustments are only permitted and carried out if they are assigned to the main injection, since the main injection is not as sensitive to changes in the fuel quantity to be injected in comparison with a pre-injection or a post-injection. In this way, the operation of the internal combustion engine operated with multiple injections can be improved.
Gemäß einer Ausführungsform wird in einem weiteren Schritt die zumindest eine Lambda-Anpassung einer Haupteinspritzung der Mehrfacheinspritzungen zugeordnet. So kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge bei zugleich reduzierten Schadstoffemissionen und anderen Emissionen konstant gehalten werden.According to one embodiment, the at least one lambda adaptation is assigned to a main injection of the multiple injections in a further step. In this way, the amount of fuel to be injected can be kept constant while pollutant emissions and other emissions are reduced.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Referenzkriterium ein Maximal-Grenzwert für einen Wert der Lambda-Anpassung, und auf ein Verletzen des Referenzkriteriums wird geschlossen, wenn der Wert der Lambda-Anpassung größer als der Maximal-Grenzwert ist. Der Wert ist dabei repräsentativ für eine einzuspritzende Kraftstoffmenge im Rahmen der Lambda-Anpassung. Wenn die zumindest eine Lambda-Anpassung zu einer zu großen einzuspritzende Kraftstoffmenge führt können Emissionsgrenzwerte, insbesondere für Partikelemissionen, nicht mehr eingehalten werden. Mit anderen Worten, so können Schadstoffemissionen reduziert werdenAccording to a further embodiment, the reference criterion is a maximum limit value for a value of the lambda adaptation, and a violation of the reference criterion is concluded if the value of the lambda adaptation is greater than the maximum limit value. The value is representative of an amount of fuel to be injected as part of the lambda adjustment. If the at least one lambda adaptation leads to an excessively large amount of fuel to be injected, emission limit values, in particular for particle emissions, can no longer be met. In other words, pollutant emissions can be reduced
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Referenzkriterium ein Minimal-Grenzwert für einen Wert der Lambda-Anpassung, und auf ein Verletzen des Referenzkriteriums wird geschlossen, wenn der Wert der Lambda-Anpassung kleiner als der Minimal-Grenzwert ist. Der Wert ist dabei repräsentativ für eine einzuspritzende Kraftstoffmenge im Rahmen der Lambda-Anpassung. Wenn die zumindest eine Lambda-Anpassung zu einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge führt, die so klein ist, dass ihr Wert unterhalb einer Mindestmenge für einen zuverlässigen Betrieb einer Kraftstoffeinspritzdüse der Brennkraftmaschine liegt kann diese Vorgabe on der Kraftstoffeinspritzdüse nicht umgesetzt werden und würde lediglich eine Erhöhung Schadstoffemissionen und anderen Emissionen zur Folge haben. Es kann vorgesehen sein, dass zuerst in einem ersten Teilschritt geprüft wird, ob eine negative Lambda-Anpassung vorliegt, die zu einer Reduzierung die einzuspritzende Kraftstoffmenge führt. In einem zweiten Teilschritt wird zuerst geprüft, ob die einzuspritzende Kraftstoffmenge kleiner als der Minimal-Grenzwert ist. Dieses zweistufige Vorgehen reduziert den Bedarf an Rechnerressourcen, z.B. eines Steuergeräts zum Betrieb einer mit Mehrfacheinspritzungen betriebenen Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.According to a further embodiment, the reference criterion is a minimum limit value for a value of the lambda adaptation, and a violation of the reference criterion is concluded if the value of the lambda adaptation is smaller than the minimum limit value. The value is representative of an amount of fuel to be injected as part of the lambda adjustment. If at least one Lambda adjustment leads to an amount of fuel to be injected that is so small that its value is below a minimum amount for reliable operation of a fuel injector of the internal combustion engine, this specification cannot be implemented on the fuel injector and would only result in an increase in pollutant emissions and other emissions . It can be provided that a first sub-step is first used to check whether there is a negative lambda adaptation which leads to a reduction in the amount of fuel to be injected. In a second sub-step, it is first checked whether the amount of fuel to be injected is less than the minimum limit. This two-stage procedure reduces the need for computer resources, for example a control device for operating an internal combustion engine of a motor vehicle operated with multiple injections.
Ferner gehören zur Erfindung ein Computerprogrammprodukt, ein Steuergerät und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Steuergerät.The invention also includes a computer program product, a control device and a motor vehicle with such a control device.
Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung Komponenten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. -
2 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf zum Betrieb des in1 dargestellten Brennkraftmaschine.
-
1 in a schematic representation components of an internal combustion engine of a motor vehicle. -
2nd a schematic representation of a procedure for operating the in1 illustrated internal combustion engine.
Es wird zunächst auf
Dargestellt ist eine Brennkraftmaschine
Die Brennkraftmaschine
Der Zylinder
Zum Zuführen von Luft ist ein Ansaugrohr
Die Brennkraftmaschine
Ferner ist zum Abführen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum
Des Weiteren ist der Brennkraftmaschine
Im Betrieb steuert das Steuergerät
Hierzu ist das Steuergerät
Das Steuergerät
Außerdem ist das Steuergerät
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Mehrfacheinspritzung eine Voreinspritzung
Das Steuergerät
Im Betrieb kann das Steuergerät
Größere Lambda-Anpassungen
Es wird nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf die
Das Verfahren beginnt mit einem ersten Schritt
In dem ersten Schritt
In einem weiteren Schritt
In einem weiteren Schritt
Das Referenzkriterium
Es wird nun in einem ersten Unterschritt geprüft, ob der Wert
Ferner wird in einem weiteren Unterschritt geprüft, ob der Wert
Außerdem kann vorgesehen sein, dass zuerst in einem ersten Teilschritt geprüft wird, ob eine negative Lambda-Anpassung
Wenn das Referenzkriterium
In einem weiteren Schritt
Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel können einzelne Schritte oder Gruppen von Schritten auch in einer anderen Reihenfolge oder auch zeitgleich bzw. simultan ausgeführt werden, wie z.B. die beiden Teilschritte betreffend die Prüfung, ob das Referenzkriterium
So kann der Betrieb der mit Mehrfacheinspritzungen betriebenen Brennkraftmaschine
BezugszeichenlisteReference list
- 22nd
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 44th
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 66
- SteuergerätControl unit
- 88th
- Zylindercylinder
- 1010th
- Kolbenpiston
- 1212th
- AnsaugrohrIntake pipe
- 1414
- EinlassventilInlet valve
- 1616
- EinspritzdüseInjector
- 1818th
- KraftstoffleitungFuel line
- 2020th
- AbgasrohrExhaust pipe
- 2222
- AuslassventilExhaust valve
- 2424th
- Brennraum Combustion chamber
- EBPEBP
- EingangsbetriebsparameternInput operating parameters
- HEHE
- HaupteinspritzungMain injection
- LALA
- Lambda-AnpassungLambda adjustment
- MAXMAX
- Maximal-GrenzwertMaximum limit
- MINMIN
- Minimal-GrenzwertMinimum limit
- NENE
- NacheinspritzungPost-injection
- RKRK
- ReferenzkriteriumReference criterion
- VEVE
- VoreinspritzungPre-injection
- WW
- Wert value
- S100S100
- Schrittstep
- S200S200
- Schrittstep
- S300S300
- Schrittstep
- S400S400
- Schrittstep
- S500S500
- Schrittstep
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