DE19813378A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Es wird eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Brennkraftmaschine (1) ist mit einem Einspritzventil (8) versehen, mit dem Kraftstoff entweder in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum (4) einspritzbar ist. Des weiteren ist ein Steuergerät (16) vorgesehen zur Umschaltung zwischen den beiden Betriebsarten und zur unterschiedlichen Steuerung und/oder Regelung in den beiden Betriebsarten der das Ist-Moment der Brennkraftmaschine (1) beeinflussenden Betriebsgrößen in Abhängigkeit von einem Soll-Moment. Eine Änderung des Ist-Moments während eines Umschaltvorganges wird von dem Steuergerät (16) ermittelt und in Abhängigkeit davon wird zumindest eine der Betriebsgrößen von dem Steuergerät (16) beeinflußt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei
dem Kraftstoff entweder in einer ersten Betriebsart während
einer Verdichtungsphase oder in einer zweiten Betriebsart
während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum
eingespritzt wird, bei dem zwischen den beiden
Betriebsarten umgeschaltet wird, und bei dem die das Ist-
Moment der Brennkraftmaschine beeinflussenden
Betriebsgrößen in Abhängigkeit von einem Soll-Moment in den
beiden Betriebsarten unterschiedlich gesteuert und/oder
geregelt werden. Des weiteren betrifft die Erfindung eine
Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit
einem Einspritzventil, mit dem Kraftstoff entweder in einer
ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase oder in
einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt
in einen Brennraum einspritzbar ist, und mit einem
Steuergerät zur Umschaltung zwischen den beiden
Betriebsarten und zur unterschiedlichen Steuerung und/oder
Regelung in den beiden Betriebsarten der das Ist-Moment der
Brennkraftmaschine beeinflussenden Betriebsgrößen in
Abhängigkeit von einem Soll-Moment.
Derartige Systeme zur direkten Einspritzung von Kraftstoff
in den Brennraum einer Brennkraftmaschine sind allgemein
bekannt. Es wird dabei als erste Betriebsart ein
sogenannter Schichtbetrieb und als zweite Betriebsart ein
sogenannter Homogenbetrieb unterschieden. Der
Schichtbetrieb wird insbesondere bei kleineren Lasten
verwendet, während der Homogenbetrieb bei größeren, an der
Brennkraftmaschine anliegenden Lasten zur Anwendung kommt.
Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der
Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine in den Brennraum
derart eingespritzt, daß sich im Zeitpunkt der Zündung eine
Kraftstoffwolke in unmittelbarer Umgebung einer Zündkerze
befindet. Diese Einspritzung kann auf unterschiedliche
Weise erfolgen. So ist es möglich, daß die eingespritzte
Kraftstoffwolke sich bereits während bzw. unmittelbar nach
der Einspritzung bei der Zündkerze befindet und von dieser
entzündet wird. Ebenfalls ist es möglich, daß die
eingespritzte Kraftstoffwolke durch eine Ladungsbewegung zu
der Zündkerze geführt und dann erst entzündet wird. Bei
beiden Brennverfahren liegt keine gleichmäßige
Kraftstoffverteilung vor, sondern eine Schichtladung.
Der Vorteil des Schichtbetriebs liegt darin, daß dort mit
einer sehr geringen Kraftstoffmenge die anliegenden
kleineren Lasten von der Brennkraftmaschine ausgeführt
werden können. Größere Lasten können allerdings nicht durch
den Schichtbetrieb erfüllt werden.
Im für derartige größere Lasten vorgesehenen Homogenbetrieb
wird der Kraftstoff während der Ansaugphase der
Brennkraftmaschine eingespritzt, so daß eine Verwirbelung
und damit eine Verteilung des Kraftstoffs in dem Brennraum
noch ohne weiteres erfolgen kann. Insoweit entspricht der
Homogenbetrieb etwa der Betriebsweise von
Brennkraftmaschinen, bei denen in herkömmlicher Weise
Kraftstoff in das Ansaugrohr eingespritzt wird. Bei Bedarf
kann auch bei kleineren Lasten der Homogenbetrieb
eingesetzt werden.
Im Schichtbetrieb wird die Drosselklappe in dem zu dem
Brennraum führenden Ansaugrohr weit geöffnet und die
Verbrennung wird im wesentlichen nur durch die
einzuspritzende Kraftstoffmasse gesteuert und/oder
geregelt. Im Homogenbetrieb wird die Drosselklappe in
Abhängigkeit von dem angeforderten Moment geöffnet bzw.
geschlossen und die einzuspritzende Kraftstoffmasse wird in
Abhängigkeit von der angesaugten Luftmasse gesteuert
und/oder geregelt.
In beiden Betriebsarten, also im Schichtbetrieb und im
Homogenbetrieb, wird die einzuspritzende Kraftstoffmasse in
Abhängigkeit zusätzlich von einer Mehrzahl weiterer
Betriebsgrößen auf einen im Hinblick auf
Kraftstoffeinsparung, Abgasreduzierung und dergleichen
optimalen Wert gesteuert und/oder geregelt. Die Steuerung
und/oder Regelung ist dabei in den beiden Betriebsarten
unterschiedlich.
Es ist erforderlich, die Brennkraftmaschine von dem
Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb und wieder zurück
umzuschalten. Während im Schichtbetrieb die Drosselklappe
weit geöffnet ist und die Luft damit weitgehend entdrosselt
zugeführt wird, ist die Drosselklappe im Homogenbetrieb nur
teilweise geöffnet und vermindert damit die Zufuhr von
Luft. Vor allem bei der Umschaltung vom Schichtbetrieb in
den Homogenbetrieb muß dabei die Fähigkeit des zu dem
Brennraum führenden Ansaugrohrs berücksichtigt werden, Luft
zu speichern. Wird dies nicht berücksichtigt, so kann das
Umschalten zu einer Erhöhung des von der Brennkraftmaschine
abgegebenen Moments führen.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem ein
verbessertes Umschalten zwischen den Betriebsarten möglich
ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art bzw. bei einer Brennkraftmaschine der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
eine Änderung des Ist-Moments während eines
Umschaltvorgangs ermittelt wird, und daß in Abhängigkeit
davon zumindest eine der Betriebsgrößen beeinflußt wird.
Auf der Grundlage der Ermittlung von Änderungen des Ist-
Moments während des Umschaltvorgangs ist es möglich,
Laufunruhen bzw. ein Ruckeln während des Umschaltens zu
erkennen. Nachdem ein Ruckeln erkannt ist, kann durch die
Beeinflussung von Betriebsgrößen der Laufunruhe
entgegengewirkt werden. Damit ist es insgesamt möglich,
Laufunruhen oder Ruckeln während des Umschaltens von dem
Homogenbetrieb in den Schichtbetrieb oder umgekehrt zu
vermeiden. Die Umschaltvorgänge zwischen den beiden
Betriebsarten werden damit insbesondere im Hinblick auf
eine erhöhte Laufruhe und damit auf einen erhöhten Komfort
verbessert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird
das Ist-Moment vor und nach einem Umschaltvorgang
ermittelt. Dies stellt eine besonders einfache Möglichkeit
dar, die Änderung des Ist-Moments zu erfassen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird
die Änderung des Ist-Moments in Abhängigkeit von der
erfaßten Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt. Damit
wird erreicht, daß mit Hilfe des bereits vorhandenen
Drehzahlsensors eine Änderung des Ist-Moments und damit ein
Ruckeln oder dergleichen erkannt werden kann. Zusätzliche
Sensoren oder sonstige zusätzliche Bauteile sind somit
nicht erforderlich.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden
Laufunruhewerte für die einzelnen Zylinder ermittelt. Aus
diesen Laufunruhewerten kann auf Änderungen des Ist-Moments
der Brennkraftmaschine geschlossen werden. Damit ist es mit
Hilfe der Laufunruhewerte möglich, Drehzahlschwankungen
oder ein Ruckeln der Brennkraftmaschine zu erkennen. Die
Laufunruhewerte können dabei aufverschiedene Arten
ermittelt werden. So ist es möglich, einen Laufunruhesensor
zur Messung der Laufunruhewerte vorzusehen. Ebenfalls
können die Laufunruhewerte beispielsweise aus der Drehzahl
der Brennkraftmaschine abgeleitet werden. Wesentlich ist,
daß die Laufunruhwerte ein Maß für Drehmomentunterschiede
zwischen aufeinanderfolgenden Zylindern darstellen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird in
den beiden Betriebsarten in einem einander entsprechenden
Betriebspunkt der Brennkraftmaschine zumindest eine der das
Ist-Moment beeinflussenden Betriebsgrößen verändert, und es
wird danach mindestens einer der Laufunruhewerte der ersten
Betriebsart mit mindestens einem der Laufunruhewerte der
zweiten Betriebsart verglichen. In den beiden Betriebsarten
wird also die Brennkraftmaschine jeweils einer Veränderung
ausgesetzt. Die Folge dieser Veränderung wird in Form einer
Änderung der Laufunruhewerte ermittelt. Aus dieser Änderung
der Laufunruhewerte kann auf mögliche
Drehmomentunterschiede zwischen den beiden Betriebsarten
geschlossen werden. Ein mögliches Ruckeln beim Umschalten
zwischen den beiden Betriebsarten kann somit vorab erkannt
und vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betriebsgröße
zylinderspezifisch derart verändert wird, daß sich das
abgegebene Moment aufeinanderfolgender Zylinder verändert,
daß aber das Summenmoment aller Zylinder gleich bleibt. Die
Veränderungen werden also zylinderspezifisch durchgeführt.
Damit wird erreicht, daß das Summenmoment aller Zylinder
etwa konstant gehalten werden kann. Zwischen den Zylindern
entstehen jedoch Unterschiede in den abgegebenen Momenten,
die zur Erkennung von möglichen Drehzahlschwankungen beim
Umschalten zwischen den beiden Betriebsarten herangezogen
werden können.
Des weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn das von
einem der Zylinder abgegebene Moment verringert wird, und
wenn die von den anderen Zylindern abgegebenen Momente
anteilig erhöht werden. Damit wird erreicht, daß das
Summenmoment etwa konstant bleibt und damit für den
Benutzer keinerlei Komfortverlust oder dergleichen
entsteht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in
den beiden Betriebsarten jeweils ein Laufunruhewert
ermittelt, die danach miteinander verglichen werden. Dabei
ist es besonders zweckmäßig, wenn aus dem Vergleich der
beiden Laufunruhewerte eine Drehmomentdifferenz ermittelt
wird. Diese Drehmomentdifferenz stellt einen statischen
Umschaltruck dar, dem durch eine entsprechende
Beeinflussung der Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine im
Sinne einer Minimierung entgegengewirkt wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden
in Abhängigkeit von dem Vergleich die Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine beeinflußt. So ist es möglich, daß bei
einer festgestellten Abweichung der Laufunruhewerte der
ersten Betriebsart von den Laufunruhewerten der zweiten
Betriebsart Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine derart
beeinflußt werden, daß diese Abweichung minimiert oder zu
Null wird. Damit kann ein mögliches Ruckeln beim Umschalten
zwischen den beiden Betriebsarten minimiert oder gar auf
Null reduziert werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird die
Beeinflussung einer der Betriebsgrößen adaptiv
durchgeführt. Es erfolgt also eine bleibende Korrektur des
Umschaltvorgangs. Damit ist es möglich, beispielsweise
Veränderungen der Brennkraftmaschine über deren Laufzeit,
insbesondere Verschleißerscheinungen und dergleichen, zu
kompensieren. Ebenfalls ist es möglich, Abweichungen
zwischen verschiedenen Brennkraftmaschinen desselben Typs
bei der Inbetriebnahme auszugleichen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Berechnungsmodelle
der beiden Betriebsarten adaptiv aneinander angeglichen
werden. Dies kann additiv oder alternativ zu der adaptiven
Beeinflussung von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine
erfolgen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der
statische Umschaltdruck verringert wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung wird die Beeinflussung einer der Betriebsgrößen
erst für den nächsten Umschaltvorgang durchgeführt. Damit
wird erreicht, daß die erfindungsgemäßen Berechnungen
zwischen zwei Umschaltvorgängen durchgeführt werden können,
so daß hierfür ausreichend Zeit vorhanden ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der ersten
Betriebsart die eingespritzte Kraftstoffmasse insbesondere
im Sinne einer Erhöhung beeinflußt wird. Ebenfalls ist es
vorteilhaft, wenn in der zweiten Betriebsart der Zündwinkel
bzw. der Zündzeitpunkt insbesondere im Sinne einer
Spätverstellung beeinflußt wird. Durch diese Maßnahmen ist
es möglich, bei einer erkannten Laufunruhe während des
Umschaltvorgangs das Ist-Moment der Brennkraftmaschine zu
beeinflussen und damit die Laufunruhe zu vermindern.
Insbesondere werden durch diese Maßnahmen die beiden
Betriebsarten im Umschaltzeitpunkt einander angenähert.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines
Steuerelements, das für ein Steuergerät einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein
Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät,
insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem
Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so daß
dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher
Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen
Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement
kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur
Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren
der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle
beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in
beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den
Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung
bzw. in der Zeichnung.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine
der Fig. 1,
Fig. 3 zeigt ein schematisches Zeitdiagramm von Signalen
der Brennkraftmaschine der Fig. 1 bei
Durchführung des Verfahrens nach der Fig. 2,
Fig. 4 zeigt ein schematisches Zeitdiagramm von Signalen
der Brennkraftmaschine der Fig. 1 bei
Durchführung eines dem Verfahren der Fig. 2
entgegengerichteten Verfahrens,
Fig. 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Verfahrens für das Umschalten nach den Fig. 2
bis 4, und
Fig. 6 zeigt eine schematisches Zeitdiagramm von
Laufunruhewerten eines Zylinders der
Brennkraftmaschine der Fig. 1.
In der Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt,
bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und
herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4
versehen, an den über Ventile 5 ein Ansaugrohr 6 und ein
Abgasrohr 7 angeschlossen sind. Des weiteren sind dem
Brennraum 4 ein mit einem Signal TI ansteuerbares
Einspritzventil 8 und eine mit einem Signal ZW ansteuerbare
Zündkerze 9 zugeordnet.
Das Ansaugrohr 6 ist mit einem Luftmassensensor 10 und das
Abgasrohr 7 kann mit einem Lambda-Sensor 11 versehen sein.
Der Luftmassensensor 10 mißt die Luftmasse der dem
Ansaugrohr 6 zugeführten Frischluft und erzeugt in
Abhängigkeit davon ein Signal LM. Der Lambda-Sensor 11 mißt
den Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgasrohr 7 und
erzeugt in Abhängigkeit davon ein Signal λ.
In dem Ansaugrohr 6 ist eine Drosselklappe 12
untergebracht, deren Drehstellung mittels eines Signals DK
einstellbar ist.
In einer ersten Betriebsart, dem Schichtbetrieb der
Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 12 weit
geöffnet. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 8
während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen
Verdichtungsphase in den Brennraum 4 eingespritzt, und zwar
örtlich in die unmittelbare Umgebung der Zündkerze 9 sowie
zeitlich in geeignetem Abstand vor dem Zündzeitpunkt. Dann
wird mit Hilfe der Zündkerze 9 der Kraftstoff entzündet, so
daß der Kolben 2 in der nunmehr folgenden Arbeitsphase
durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs
angetrieben wird.
In einer zweiten Betriebsart, dem Homogenbetrieb der
Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 12 in
Abhängigkeit von der erwünschten, zugeführten Luftmasse
teilweise geöffnet bzw. geschlossen. Der Kraftstoff wird
von dem Einspritzventil 8 während einer durch den Kolben 2
hervorgerufenen Ansaugphase in den Brennraum 4
eingespritzt. Durch die gleichzeitig angesaugte Luft wird
der eingespritzte Kraftstoff verwirbelt und damit in dem
Brennraum 4 im wesentlichen gleichmäßig verteilt. Danach
wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch während der
Verdichtungsphase verdichtet, um dann von der Zündkerze 9
entzündet zu werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten
Kraftstoffs wird der Kolben 2 angetrieben.
Im Schichtbetrieb wie auch im Homogenbetrieb wird durch den
angetriebenen Kolben eine Kurbelwelle 14 in eine
Drehbewegung versetzt, über die letztendlich die Räder des
Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Der Kurbelwelle 14 ist
ein Drehzahlsensor 15 zugeordnet, der in Abhängigkeit von
der Drehbewegung der Kurbelwelle 14 ein Signal N erzeugt.
Die im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb von dem
Einspritzventil 8 in den Brennraum 4 eingespritzte
Kraftstoffmasse wird von einem Steuergerät 16 insbesondere
im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder
eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder
geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 16 mit einem
Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium,
insbesondere in einem Read-Only-Memory ein Programm
abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte
Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Das Steuergerät 16 ist von Eingangssignalen beaufschlagt,
die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine darstellen. Beispielsweise ist das
Steuergerät 16 mit dem Luftmassensensor 10, dem Lambda-
Sensor 11 und dem Drehzahlsensor 15 verbunden. Des weiteren
ist das Steuergerät 16 mit einem Fahrpedalsensor 17
verbunden, der ein Signal FP erzeugt, das die Stellung
eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit
das von dem Fahrer angeforderte Moment angibt. Das
Steuergerät 16 erzeugt Ausgangssignale, mit denen über
Aktoren das Verhalten der Brennkraftmaschine entsprechend
der erwünschten Steuerung und/oder Regelung beeinflußt
werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 16 mit dem
Einspritzventil 8, der Zündkerze 9 und der Drosselklappe 12
verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung
erforderlichen Signale TI, ZW und DK.
Von dem Steuergerät 16 wird das nachfolgend anhand der
Fig. 2 und 3 beschriebene Verfahren zum Umschalten von
einem Schichtbetrieb in einen Homogenbetrieb durchgeführt.
Die in der Fig. 2 gezeigten Blöcke stellen dabei
Funktionen des Verfahrens dar, die beispielsweise in der
Form von Softwaremodulen oder dergleichen in dem
Steuergerät 16 realisiert sind.
In der Fig. 2 wird in einem Block 21 davon ausgegangen,
daß sich die Brennkraftmaschine 1 in einem stationären
Schichtbetrieb befindet. In einem Block 22 wird dann
beispielsweise aufgrund einer von dem Fahrer erwünschten
Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ein Übergang in einen
Homogenbetrieb angefordert. Der Zeitpunkt der Anforderung
des Homogenbetriebs ist auch aus der Fig. 3 ersichtlich.
Danach erfolgt mittels der Blöcke 23, 24 eine Entprellung,
mit der ein kurz aufeinanderfolgendes Hin- und Herschalten
zwischen dem Schicht- und dem Homogenbetrieb verhindert
wird. Wenn der Homogenbetrieb freigegeben ist, dann wird
der Übergang von dem Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb
durch einen Block 25 gestartet. Der Zeitpunkt, in dem der
Umschaltvorgang beginnt, ist in der Fig. 3 mit dem
Bezugszeichen 40 gekennzeichnet.
In dem genannten Zeitpunkt 40 wird die Drosselklappe 12
mittels eines Blocks 26 aus ihrem im Schichtbetrieb
vollständig geöffneten Zustand wdksch in einen zumindest
teilweise geöffneten bzw. geschlossenen Zustand wdkhom für
den Homogenbetrieb gesteuert. Die Drehstellung der
Drosselklappe 12 im Homogenbetrieb ist dabei insbesondere
auf ein stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Gemisch, also auf
λ = 1 ausgerichtet und hängt des weiteren von z. B. dem
angeforderten Moment und/oder der Drehzahl N der
Brennkraftmaschine 1 und dergleichen ab. Es ist jedoch
ebenfalls möglich, das Kraftstoff/Luft-Gemisch fett oder
mager einzustellen, also λ < 1 bzw. λ < 1 zu wählen.
Durch die Verstellung der Drosselklappe 12 geht die
Brennkraftmaschine 1 von dem stationären Schichtbetrieb in
einen instationären Schichtbetrieb über. In diesem
Betriebszustand fällt die dem Brennraum 4 zugeführte
Luftmasse von einer Füllung rlsch während des
Schichtbetriebs langsam zu kleineren Füllungen hin ab. Dies
ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Die dem Brennraum 4
zugeführte Luftmasse rl bzw. dessen Füllung wird dabei von
dem Steuergerät 16 unter anderem aus dem Signal LM des
Luftmassensensors 10 ermittelt. Gemäß einem Block 27 wird
die Brennkraftmaschine 1 weiterhin im Schichtbetrieb
betrieben.
Danach wird mittels eines Blocks 28 der Fig. 2 in einen
instationären Homogenbetrieb umgeschaltet. Dies ist in der
Fig. 3 in einem Zeitpunkt 41 der Fall.
Gemäß einem Block 29 wird im Homogenbetrieb die in den
Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse rk in
Abhängigkeit von der dem Brennraum 4 zugeführten Luftmasse
rl derart gesteuert und/oder geregelt, daß insbesondere ein
stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht, daß
also λ = 1 ist. Es ist aber auch möglich das
Kraftstoff/Luft-Gemisch in einem Bereich 0,7 ≦ λ ≦ 1,5
einzustellen.
Die auf diese Weise beeinflusste Kraftstoffmasse rk hat zur
Folge, daß - zumindest während einer gewissen Zeitdauer -
das von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Moment Md
ansteigen würde. Dies wird dadurch ausgeglichen, daß im
Zeitpunkt 41, also mit dem Umschalten in den
Homogenbetrieb, der Zündwinkel ZW, ausgehend von dem Wert
zwsch derart verstellt wird, daß das abgegebene Moment Md
ein sich unter anderem aus dem angeforderten Moment
ergebendes Soll-Moment mdsoll beibehält und damit etwa
konstant bleibt.
Zu diesem Zweck wird die Kraftstoffmasse rk aus der dem
Brennraum 4 zugeführten Luftmasse rl unter Zugrundelegung
eines stöchiometrischen Kraftstoff/Luft-Gemischs ermittelt.
Des weiteren wird der Zündwinkel ZW in Abhängigkeit von dem
Soll-Moment mdsoll in Richtung einer Spätzündung verstellt.
Im Hinblick auf diese Spätverstellung liegt somit noch eine
gewisse Abweichung von dem normalen Homogenbetrieb vor, mit
der vorübergehend die noch zuviel zugeführte Luftmasse und
das daraus resultierende zuviel erzeugte Moment der
Brennkraftmaschine 1 vernichtet wird.
In einem Block 30 wird geprüft, ob die dem Brennraum 4
zugeführte Luftmasse rl schließlich auf diejenige Füllung
gefallen ist, die zu einem stationären Homogenbetrieb bei
einem stöchiometrischem Kraftstoff/Luft-Gemisch gehört. Ist
dies noch nicht der Fall, so wird in einer Schleife über
den Block 29 weiter abgewartet. Ist dies jedoch der Fall,
so wird die Brennkraftmaschine 1 in dem stationären
Homogenbetrieb ohne eine Zündwinkelverstellung mittels des
Blocks 31 weiterbetrieben. In der Fig. 3 ist dies in einem
mit der Bezugsziffer 42 gekennzeichneten Zeitpunkt der
Fall.
In diesem stationären Homogenbetrieb entspricht die dem
Brennraum 4 zugeführte Luftmasse der Füllung rlhom für den
Homogenbetrieb und der Zündwinkel zwhom für die Zündkerze 9
entspricht ebenfalls demjenigen für den Homogenbetrieb.
Entsprechendes gilt für die Drehstellung wdkhom der
Drosselklappe 12.
In der Fig. 3 ist der stationäre Schichtbetrieb als
Bereich A, der instationäre Schichtbetrieb als Bereich B,
der instationäre Homogenbetrieb als Bereich C und der
stationäre Homogenbetrieb als Bereich D gekennzeichnet.
In der Fig. 4 ist ein Umschalten von einem Homogenbetrieb
in einen Schichtbetrieb dargestellt. Dabei wird von einem
stationären Homogenbetrieb ausgegangen, in dem
beispielsweise aufgrund der Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine 1 in einen stationären Schichtbetrieb
übergegangen werden soll.
Die Umschaltung in den Schichtbetrieb wird von dem
Steuergerät 16 dadurch eingeleitet, daß die Anforderung des
Homogenbetriebs zurückgenommen wird. Nach einer Entprellung
wird die Umschaltung in den Schichtbetrieb freigegeben und
es wird die Drosselklappe 12 in diejenige Drehstellung
gesteuert, die für den Schichtbetrieb vorgesehen ist. Dabei
handelt es sich um eine Drehstellung, bei der die
Drosselklappe 12 weitgehend geöffnet ist. Dies ist durch
den Übergang von wdkhom nach wdksch in der Fig. 4
dargestellt.
Dabei ist es möglich, daß dieser Übergang ohne oder mit
Berücksichtigung eines Drosselklappen-Überschwingers von
dem Steuergerät 16 weiterverarbeitet wird. Dies ist in der
Fig. 4 durch durchgezogene oder gestrichelte Linien
dargestellt.
Das Öffnen der Drosselklappe 12 hat zur Folge, daß die dem
Brennraum 4 zugeführte Luftmasse rl zunimmt. Dies geht in
der Fig. 4 aus dem Verlauf von rlhom hervor. Danach
erfolgt die Umschaltung von dem beschriebenen instationären
Homogenbetrieb in einen instationären Schichtbetrieb. Dies
ist in der Fig. 4 in dem Zeitpunkt 43 der Fall.
Vor dem Umschalten in den Schichtbetrieb wird die
zunehmende, dem Brennraum 4 zugeführte Luftmasse dadurch
kompensiert, daß die eingespritzte Kraftstoffmasse rk
erhöht und der Zündwinkel ZW nach spät verstellt wird. Dies
ergibt sich in der Fig. 4 aus dem Verlauf von rkhom und
zwhom.
Nach dem Umschalten in den Schichtbetrieb wird die
eingespritzte Kraftstoffmasse rk auf den Wert rksch für den
Schichtbetrieb eingestellt. Entsprechendes gilt für den
Zündwinkel ZW, der auf den Wert zwsch für den
Schichtbetrieb eingestellt wird.
In der Fig. 4 ist der stationäre Homogenbetrieb als
Bereich A, der instationäre Homogenbetrieb als Bereich B,
der instationäre Schichtbetrieb als Bereich C und der
stationäre Schichtbetrieb als Bereich D gekennzeichnet.
In der Fig. 5 ist ein Verfahren dargestellt, das während
des Umschaltvorgangs von dem Schichtbetrieb in den
Homogenbetrieb nach den Fig. 2 und 3 angewendet werden
kann. Das Verfahren dient dazu, Drehmomentänderungen der
Brennkraftmaschine 1, also Änderungen des abgegebenen Ist-
Moments Md während des Umschaltvorgangs zu erkennen. Die in
der Fig. 5 gezeigten Blöcke stellen dabei Funktionen des
Verfahrens dar, die beispielsweise in der Form von
Softwaremodulen oder dergleichen in dem Steuergerät 16
realisiert sind.
In einem Block 51 wird von einem stationären Schichtbetrieb
ausgegangen, in dem sich die Brennkraftmaschine 1 befindet,
und in dem die Brennkraftmaschine 1 einen bestimmten, durch
das Steuergerät 16 nachvollziehbaren Betriebspunkt
aufweist.
In diesem Betriebspunkt des Schichtbetriebs wird in einem
Block 52 eine Verringerung der dem Zylinder x zugeführten
Kraftstoffmasse rk derart vorgenommen, daß sich das Ist-
Moment Md der Brennkraftmaschine an sich um beispielsweise
10% verringern würde. Gleichzeitig wird jedoch die den
anderen Zylindern zugeführte Kraftstoffmasse rk derart
erhöht, daß sicht das Ist-Moment Md der Brennkraftmaschine
1 um 10% erhöhen würde. Insgesamt hat dies zur Folge, daß
sich das Ist-Moment Md der Brennkraftmaschine 1 nicht
verändert, das Summenmoment aus allen Zylindern also etwa
konstant bleibt. Auf diese Weise wird der
Brennkraftmaschine 1 ein sogenanntes Drehmomentmuster
eingeprägt, das einerseits eine Veränderung der abgegebenen
Momente der einzelnen Zylinder 3 zur Folge hat, insgesamt
aber der Summenmoment aller Zylinder 3 nicht verändert.
Ausdrücklich wird darauf hingewiesen, daß auch andere
Möglichkeiten denkbar sind, mit denen die
Brennkraftmaschine 1 beeinflußt werden kann. Wesentlich
ist, daß die abgegebenen Momente aufeinanderfolgender
Zylinder verändert werden.
In einem Block 53 werden dann Laufunruhewerte der einzelnen
Zylinder 3 ermittelt. Entsprechend dem Drehmomentmuster
handelt es sich dabei um sogenannte Laufunruhemuster.
Bei diesen Laufunruhewerten kann es sich um jegliche Werte
handeln, die die Laufunruhe bzw. die Laufruhe der
Brennkraftmaschine 1 kennzeichnen. Beispielsweise ist es
möglich, der Brennkraftmaschine 1 einen Sensor zuzuordnen,
der die Laufunruhe oder die Laufruhe der Brennkraftmaschine
1 erfaßt. Ebenfalls ist es möglich, daß die Laufunruhe der
Brennkraftmaschine 1 aus anderen, insbesondere bereits
vorliegenden Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1
ermittelt wird. Insbesondere ist es möglich, daß die
Laufunruhe aus der Drehzahl N der Brennkraftmaschine 1
errechnet wird.
Die Laufunruhe bzw. Laufruhe der Brennkraftmaschine 1
stellt ein Maß für Änderungen des Ist-Moments Md der
Brennkraftmaschine 1 dar. Insbesondere stellt die
Laufunruhe bzw. Laufruhe ein Maß für Drehmomentunterschiede
zwischen nacheinander gezündeten Zylindern 3 der
Brennnkraftmaschine 1 dar. Zu diesem Zweck ist es möglich,
daß die Laufunruhe bzw. die Laufruhe den einzelnen
Zylindern 3 der Brennkraftmaschine 1 zugeordnet werden
kann.
Nachfolgend ist ein Verfahren zur Ermittlung der Laufunruhe
bzw. Laufruhe der Brennkraftmaschine 1 erläutert. Es wird
ausdrücklich darauf hingewiesen, daß dieses beschriebene
Verfahren nur beispielhaften Charakter hat und durch
beliebige andere Verfahren zur Bestimmung der Laufunruhe
bzw. Laufruhe ersetzt und/oder ergänzt werden kann.
Zur Ermittlung der Laufunruhe der Brennkraftmaschine 1
werden Segmentzeiten ts während des Betriebs der
Brennkraftmaschine 1 gemessen. Dabei wird bei jeder
Verbrennung eine Segmentzeit ts gemessen. Jede Verbrennung
erhält eine Nummer n und die zugehörige Segmentzeit wird
entsprechend mit ts(n) gekennzeichnet. Als Segment wird
beispielsweise ein Kurbelwellenwinkel von 360 Grad
dividiert durch die halbe Zylinderanzahl gewählt und jedem
der Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 1 zugeordnet.
Insbesondere ist es möglich, das Segment symmetrisch zum
oberen Totpunkt des jeweiligen Zylinders 3 anzuordnen.
Die verbrennungsabhängigen Segmentzeiten ts(n) werden
beispielsweise mit Hilfe eines Sensors erfaßt, der die
Zeitdauer für das Vorbeibewegen des jeweiligen Segments an
einem Bezugspunkt mißt. Bei dem Sensor kann es sich dabei
insbesondere um den Drehzahlsensor 15 handeln. Die von dem
Sensor gemessenen Segmentzeiten ts(n) stellen gleichzeitig
Drehzahlinformationen dar, aus denen für den jeweiligen
Zylinder 3 der Verlauf der Drehzahl und damit auch
Drehzahlschwankungen ableitbar sind.
Durch Vergleichs- und gegebenenfalls Adaptionsfunktionen
ist es möglich, systembedingte Drehzahlschwankungen zu
ermitteln und bei der Berechnung der Laufunruhe zu
kompensieren bzw. unberücksichtigt zu lassen. Dabei kann es
sich beispielsweise um Fertigungstoleranzen oder
Schwingungen oder dergleichen handeln. Derart kompensierte
Segmentzeiten tsk(n) sind damit im wesentlichen nur noch
von zylinderindividuellen Drehmomentschwankungen abhängig.
Aus diesen kompensierten Segmentzeiten tsk(n) wird der
Laufunruhewert beispielsweise wie folgt berechnet:
lut(n) = (tsk(n+1) - tsk(n) / tsk(n)3).
Durch eine Zuordnung der entsprechend der Verbrennungen n
durchnumerierten Laufunruhewerte lut(n) zu den
beispielsweise z Zylindern 3 der Brennkraftmaschine 1
entstehen pro Arbeitsspiel j zylinderindividuelle
Laufunruhewerte lut(z, j). Diese Laufunruhewerte lut(z, j)
können mittels entsprechender Algorithmen gefiltert werden.
Beispielsweise ist es möglich, zur Unterdrückung von
stochastischen Störungen eine Tiefpaßfilterung
durchzuführen. Derart gefilterte, zylinderindividuelle
Laufunruhewerte flut(z, j) stellen das erwähnte Maß für
Drehmomentunterschiede zwischen nacheinander gezündeten
Zylindern 3 der Brennnkraftmaschine 1 dar.
Sind in dem Block 53 beispielsweise nach dem beschriebenen
Verfahren Laufunruhewerte lut(n) und/oder lut(z, j)
und/oder flut(z, j) ermittelt worden, werden diese Werte in
dem nachfolgend beschriebenen Verfahren weiterverwendet.
Wie bereits erwähnt, können aber auch anders ermittelte
Laufunruhewerte bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren
entsprechend zur Anwendung kommen.
Die letztlich verwendeten Laufunruhewerte beziehen sich,
wie erwähnt, auf einen bestimmten Betriebspunkt des
Schichtbetriebs und sind deshalb in der Fig. 5 als LUTs
bezeichnet.
In einem späteren Zeitpunkt befindet sich die
Brennkraftmaschine 1 in einem dem vorgenannten
Betriebspunkt des Schichtbetriebs entsprechenden
Betriebspunkt des Homogenbetriebs. Dies wird von dem
Steuergerät 16 erkannt, was in der Fig. 5 durch den Pfeil
54 angedeutet ist. Die Brennkraftmaschine 1 befindet sich
somit in dem Block 55 in dem genannten entsprechenden
Betriebspunkt des stationären Homogenbetriebs.
Ist dies der Fall, so wird in einem Block 56 dasselbe
Drehmomentmuster der Brennkraftmaschine 1 eingeprägt, wie
dies bei dem entsprechenden Betriebspunkt des stationären
Schichtbetriebs in dem Block 52 eingeprägt worden ist.
Während im Block 52 hierzu die Kraftstoffmasse rk verstellt
worden ist, kann nunmehr im Block 56 hierzu der Zündwinkel
ZW bzw. der Zündzeitpunkt verändert werden.
In einem Block 57 werden Laufunruhewerte der einzelnen
Zylinder 3 ermittelt. Entsprechend dem Drehmomentmuster
handelt es sich dabei um sogenannte Laufunruhemuster.
Diese Laufunruhewerte werden auf dieselbe Art und Weise
ermittelt, wie dies im Zusammenhang mit dem Block 53
bereits erläutert worden ist. Sind Laufunruhewerte lut(n)
und/oder lut(z, j) und/oder flut(z, j) ermittelt worden,
werden diese Werte in dem nachfolgend beschriebenen
Verfahren weiterverwendet. Wie bereits erwähnt, können aber
auch anders ermittelte Laufunruhewerte bei dem nachfolgend
beschriebenen Verfahren entsprechend zur Anwendung kommen.
Die letztlich verwendeten Laufunruhewerte beziehen sich,
wie erwähnt, auf einen bestimmten Betriebspunkt des
Homogenbetriebs und sind deshalb in der Fig. 5 als LUTh
bezeichnet.
Die Ermittlung der Laufunruhewerte LUTs und LUTh kann auch
in umgekehrter Reihenfolge stattfinden, so daß also zuerst
die Blöcke 55, 56 und 57 und danach erst die Blöcke 51, 52
und 53 durchlaufen werden. In diesem Fall verläuft der
Pfeil 54 vom Ausgang des Blocks 57 zum Eingang des Blocks
51.
Liegen die Laufunruhewerte LUTs und LUTh vor, so wird das
Verfahren mit einem Block 59 fortgesetzt. Dies ist durch
die beiden Pfeile 58 angedeutet.
In dem Block 59 wird aus den beiden Laufunruhewerte LUTs
und LUTh ein Maß für eine Momentendifferenz ΔMd ermittelt.
Dies ist nachfolgend anhand der Fig. 6 erläutert.
In der Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm der beiden
Laufunruhewerte LUTs und LUTh eines Zylinders 3
dargestellt. Es ist ersichtlich, daß sich der
Laufunruhewert LUTs hinsichtlich seiner Größe von dem
Laufunruhewert LUTh unterscheidet. Dieser Unterschied
basiert auf unterschiedlichen Momenten, die die
Brennkraftmaschine 1 in den einander entsprechenden
Betriebspunkten im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb
erzeugt. Der Unterschied stellt also ein Maß für die
Momentendifferenz ΔMd zwischen den beiden Betriebsarten
dar. Es gilt hierbei:
ΔMd = k * (LUTs - LUTh),
mit k = brennkraftmaschinenabhängiger
Proportionalitätsfaktor.
Diese Momentendifferenz ΔMd wird in dem Block 59 von dem
Steuergerät 16 ermittelt. Dabei ist es gegebenenfalls
erforderlich, weitere Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine
1 zu berücksichtigen. Ebenfalls ist es gegebenenfalls
erforderlich, diese Berechnung über die Betriebsdauer der
Brennkraftmaschine 1 zu adaptieren.
In einem nachfolgenden Block 60 wird die Brennkraftmaschine
1 derart beeinflußt, daß die Momentendifferenz ΔMd
möglichst klein oder gar Null wird. Es werden also die
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 derart verändert,
daß die Momentendifferenz ΔMd kleiner wird.
Zu diesem Zweck werden die Betriebsgrößen in einer der
beiden Betriebsarten oder gegebenenfalls auch in beiden
Betriebsarten beeinflußt. Im Schichtbetrieb kann
beispielsweise die dem Brennraum 4 zugeführt
Kraftstoffmasse rk verändert werden. Im Homogenbetrieb kann
beispielsweise die Spätverstellung des Zündwinkels ZW bzw.
des Zündzeitpunkts verändert werden.
Sind nach dem Verfahren der Fig. 5 Änderungen des Ist-
Moments Md der Brennkraftmaschine 1, also
Momentendifferenzen ΔMd während des Umschaltvorgangs
erkannt worden, so werden, wie beschrieben, in dem Block 60
Gegenmaßnahmen eingeleitet. Bei diesen Gegenmaßnahmen
handelt es sich um Veränderungen der Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine 1, mit denen das Ist-Moment Md der
Brennkraftmaschine 1 beeinflußt wird.
Bei festgestellten Drehmomentänderungen zwischen den
Bereichen A und D wird im Bereich A die in den Brennraum 4
einzuspritzende Kraftstoffmasse rk derart vermindert oder
erhöht, daß die festgestellten Drehmomentänderungen
geringer werden. Alternativ oder additiv ist es möglich,
bei festgestellten Drehmomentänderungen zwischen den
Bereichen A und D im Homogenbetrieb die Luftmasse rl
und/oder die Kraftstoffmasse rk und/oder gegebenenfalls den
Zündwinkel ZW bzw. den Zündzeitpunkt zu verstellen, so daß
die Drehmomentänderungen vermindert werden. Bei
festgestellten Drehmomentänderungen zwischen den Bereichen
A und D handelt es sich um statische Drehmomentänderungen,
die durch adaptive Änderungen der jeweils genannten
Betriebsgrößen bleibend korrigiert werden können.
Bei einem Umschaltvorgang vom Homogenbetrieb in den
Schichtbetrieb nach der Fig. 4 wird bei festgestellten
Drehmomentänderungen in den Bereichen A und D die Luftmasse
rl bzw. die Füllung und/oder die Kraftstoffmasse rk
verstellt, so daß die Drehmomentänderungen vermindert
werden. Additiv oder alternativ ist es möglich, bei
festgestellten Drehmomentänderungen in den Bereichen A und
D die in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoffmasse rk
derart zu vermindern oder zu erhöhen, daß die
festgestellten Drehmomentänderungen geringer werden. Bei
festgestellten Drehmomentänderungen zwischen den Bereichen
A und D handelt es sich um statische Drehmomentänderungen,
die durch adaptive Änderungen der jeweils genannten
Betriebsgrößen bleibend korrigiert werden können.
Die genannten Beeinflussungen von Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine 1 zur Kompensation von Laufunruhen bzw.
eines Ruckelns während eines Umschaltvorgangs können sofort
vorgenommen werden, so daß gegebenenfalls noch eine Wirkung
während des aktuellen Umschaltvorgangs auftritt. Es ist
aber ebenfalls möglich, daß die Beeinflussungen derart
ausgeführt werden, daß eine Wirkung erst bei dem nächsten
Umschaltvorgang vorhanden ist.
Bei adaptiven Maßnahmen ist es möglich, daß die
Betriebsgrößen der jeweiligen Betriebsart auf der Grundlage
einer einzigen Ermittlung der Momentenänderung ΔMd für
einen bestimmten Betriebspunkt verändert werden. Ebenfalls
ist es möglich, daß hierzu Momentenänderungen von mehreren
Betriebspunkten oder auch von allen Betriebspunkten
herangezogen werden.
Claims (17)
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1)
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff
entweder in einer ersten Betriebsart während einer
Verdichtungsphase oder in einer zweiten Betriebsart
während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum
(4) eingespritzt wird, bei dem zwischen den beiden
Betriebsarten umgeschaltet wird, und bei dem die das
Ist-Moment (Md) der Brennkraftmaschine (1)
beeinflussenden Betriebsgrößen in Abhängigkeit von
einem Soll-Moment (mdsoll) in den beiden Betriebsarten
unterschiedlich gesteuert und/oder geregelt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung des Ist-
Moments (Md) während eines Umschaltvorgangs ermittelt
wird (Fig. 5), und daß in Abhängigkeit davon zumindest
eine der Betriebsgrößen beeinflußt wird (60).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ist-Moment (Md) vor und nach einem Umschaltvorgang
ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Änderung des Ist-Moments (Md)
in Abhängigkeit von der erfaßten Drehzahl (N) der
Brennkraftmaschine ermittelt wird (53, 57).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Laufunruhewerte für die einzelnen
Zylinder (3) ermittelt werden (53, 57).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
in den beiden Betriebsarten in einem einander
entsprechenden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine
(1) zumindest eine der das Ist-Moment (Md)
beeinflussenden Betriebsgrößen verändert wird (52,
56), und daß danach mindestens einer der
Laufunruhewerte der ersten Betriebsart mit mindestens
einem der Laufunruhewerte der zweiten Betriebsart
verglichen wird (59).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Betriebsgröße zylinderspezifisch derart verändert
wird (52, 56), daß sich das abgegebene Moment
aufeinanderfolgender Zylinder (3) verändert, daß aber
das Summenmoment aller Zylinder (3) gleich bleibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das von einem der Zylinder (x) abgegebene Moment
verringert wird, und daß die von den anderen Zylindern
(3) abgegebenen Momente anteilig erhöht werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß in den beiden Betriebsarten
jeweils ein Laufunruhewert (LUTs, LUTn) ermittelt
wird, die danach miteinander verglichen werden (59).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
aus dem Vergleich (59) der beiden Laufunruhewerte
(LUTs, LUTn) eine Drehmomentdifferenz (ΔMd) ermittelt
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem Vergleich
(59) die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1)
beeinflußt werden.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung einer
der Betriebsgrößen adaptiv durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsmodelle der
beiden Betriebsarten adaptiv aneinander angeglichen
werden.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung einer
der Betriebsgrößen erst für den nächsten
Umschaltvorgang durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Betriebsart
die eingespritzte Kraftstoffmasse (rk) insbesondere im
Sinne einer Erhöhung beeinflußt wird.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betriebsart
die Luftmasse (rl) und/oder die Kraftstoffmasse (rk)
beeinflusst werden.
16. Steuerelement, insbesondere Read-Only-Memory, für
ein Steuergerät (16) einer Brennkraftmaschine (1)
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein
Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät,
insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und
zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 15 geeignet ist.
17. Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein
Kraftfahrzeug, mit einem Einspritzventil (8), mit dem
Kraftstoff entweder in einer ersten Betriebsart
während einer Verdichtungsphase oder in einer zweiten
Betriebsart während einer Ansaugphase direkt in einen
Brennraum (4) einspritzbar ist, und mit einem
Steuergerät (16) zur Umschaltung zwischen den beiden
Betriebsarten und zur unterschiedlichen Steuerung
und/oder Regelung in den beiden Betriebsarten der das
Ist-Moment (Md) der Brennkraftmaschine (1)
beeinflussenden Betriebsgrößen in Abhängigkeit von
einem Soll-Moment (mdsoll), dadurch gekennzeichnet,
daß eine Änderung des Ist-Moments (Md) während eines
Umschaltvorgangs von dem Steuergerät (16) ermittelbar
ist (Fig. 5), und daß in Abhängigkeit davon zumindest
eine der Betriebsgrößen von dem Steuergerät (16)
beeinflußbar ist (60).
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813378A DE19813378A1 (de) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
PCT/DE1999/000872 WO1999049200A1 (de) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
EP99919114A EP1015749B1 (de) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
JP54759699A JP2002500725A (ja) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | 内燃機関の駆動方法 |
US09/424,584 US6302081B1 (en) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | Method for operating an internal combustion engine |
KR1019997009235A KR20010006156A (ko) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | 내연 기관의 작동 방법 |
DE59908415T DE59908415D1 (de) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813378A DE19813378A1 (de) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19813378A1 true DE19813378A1 (de) | 1999-10-07 |
Family
ID=7862434
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813378A Ceased DE19813378A1 (de) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE59908415T Expired - Lifetime DE59908415D1 (de) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59908415T Expired - Lifetime DE59908415D1 (de) | 1998-03-26 | 1999-03-24 | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6302081B1 (de) |
EP (1) | EP1015749B1 (de) |
JP (1) | JP2002500725A (de) |
KR (1) | KR20010006156A (de) |
DE (2) | DE19813378A1 (de) |
WO (1) | WO1999049200A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001070536A1 (de) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur steuerung eines automatischen getriebes in abhängigkeit von der betriebsart einer brennkraftmaschine |
FR2857056A1 (fr) * | 2003-06-24 | 2005-01-07 | Bosch Gmbh Robert | Procede et installation de gestion d'un moteur a combustion interne |
EP1681449A3 (de) * | 2005-01-17 | 2010-08-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19780910C2 (de) * | 1996-08-28 | 2002-01-24 | Mitsubishi Motors Corp | Regeleinheit für eine Verbrennungskraftmaschine mit Zylindereinspritzung |
US6510834B1 (en) * | 1999-08-31 | 2003-01-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control for spark-ignited direct fuel injection internal combustion engine |
DE10017545A1 (de) * | 2000-04-08 | 2001-10-11 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE10026806C1 (de) * | 2000-05-31 | 2001-09-20 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors und Dieselmotor |
EP1199469B1 (de) * | 2000-10-20 | 2010-01-06 | Nissan Motor Company, Limited | Verbessertes Verhalten der Brennkraftmaschine auf Drehmomentanforderung während Kaltstart und Aufwärmphase des Katalysators |
DE10149238A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-04-24 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
US7274986B1 (en) * | 2006-06-14 | 2007-09-25 | Ford Global Technologies Llc | Vehicle engine system having predictive control function |
DE102007011812B4 (de) * | 2007-03-12 | 2011-04-14 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems |
US7571707B2 (en) * | 2007-04-19 | 2009-08-11 | Ford Global Technologies, Llc | Engine mode transition utilizing dynamic torque control |
DE102009047646A1 (de) * | 2009-12-08 | 2011-06-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer mit einem Gas als Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19612150A1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Steuereinrichtung für eine Benzin-Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung |
DE19631986A1 (de) * | 1996-08-08 | 1998-02-12 | Bosch Gmbh Robert | Steuereinrichtung für eine direkteinspritzende Benzinbrennkraftmaschine |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2765305B2 (ja) * | 1991-10-25 | 1998-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
JP3201936B2 (ja) * | 1995-09-29 | 2001-08-27 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射エンジンの制御装置 |
JP3211677B2 (ja) * | 1996-08-28 | 2001-09-25 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射式内燃機関の点火時期制御装置 |
EP0843085B1 (de) * | 1996-11-18 | 2003-10-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Regler für Brennkraftmaschinen mit Schichtladung |
JP3494832B2 (ja) * | 1996-12-18 | 2004-02-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
EP0849461B1 (de) * | 1996-12-19 | 2003-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verbrennungsregler für Brennkraftmaschine |
EP0887533B1 (de) * | 1997-06-25 | 2004-08-18 | Nissan Motor Company, Limited | Steuervorrichtung einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine |
US5975048A (en) * | 1997-10-16 | 1999-11-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Idle speed control system for direct injection spark ignition engines |
-
1998
- 1998-03-26 DE DE19813378A patent/DE19813378A1/de not_active Ceased
-
1999
- 1999-03-24 JP JP54759699A patent/JP2002500725A/ja active Pending
- 1999-03-24 DE DE59908415T patent/DE59908415D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-24 WO PCT/DE1999/000872 patent/WO1999049200A1/de not_active Application Discontinuation
- 1999-03-24 EP EP99919114A patent/EP1015749B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-24 KR KR1019997009235A patent/KR20010006156A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-03-24 US US09/424,584 patent/US6302081B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19612150A1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Steuereinrichtung für eine Benzin-Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung |
DE19631986A1 (de) * | 1996-08-08 | 1998-02-12 | Bosch Gmbh Robert | Steuereinrichtung für eine direkteinspritzende Benzinbrennkraftmaschine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001070536A1 (de) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur steuerung eines automatischen getriebes in abhängigkeit von der betriebsart einer brennkraftmaschine |
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