EP1199459B1 - Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1199459B1
EP1199459B1 EP20010119971 EP01119971A EP1199459B1 EP 1199459 B1 EP1199459 B1 EP 1199459B1 EP 20010119971 EP20010119971 EP 20010119971 EP 01119971 A EP01119971 A EP 01119971A EP 1199459 B1 EP1199459 B1 EP 1199459B1
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EP
European Patent Office
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fuel
pressure
injection
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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EP20010119971
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English (en)
French (fr)
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EP1199459A3 (de
EP1199459A2 (de
Inventor
Klaus Joos
Thomas Dr. Frenz
Gerd Grass
Hansjoerg Dr. Bochum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1199459A3 publication Critical patent/EP1199459A3/de
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    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
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    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure

Definitions

  • the invention is based on a method for starting an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • Such a method such an internal combustion engine, such a control device and such a computer program are for example from the DE 198 27 609 A1 known.
  • the fuel is injected via injection valves during the intake phase or during the compression phase directly into the combustion chamber and burned there.
  • the fuel is pressurized in an upstream fuel reservoir. This represents that pressure which acts on the fuel and with which the fuel is thus injected via the injection valves into the combustion chambers.
  • the object of the invention is to provide a method for starting an internal combustion engine, with the back-blowing of fuel in the accumulator is safely avoided.
  • a fuel mass present in the fuel accumulator prior to injection is determined. This is done on the basis of an equation that takes into account the compressibility of the fuel.
  • a fuel mass present in the fuel accumulator after injection in the fuel accumulator is determined from the fuel mass present in the fuel accumulator prior to the injection and from the fuel mass to be injected. This is done by means of a difference.
  • the pressure acting on the fuel at the end or after injection is determined from the fuel mass present in the fuel accumulator after the injection. This is again done using the aforementioned equation.
  • the threshold pressure corresponds approximately to the pressure that is required for the shift operation to be carried out.
  • the stratified operation is excluded when the pressure acting on the fuel at the end or after the injection is smaller than the threshold pressure.
  • the computer program is executable in particular on a microprocessor and suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the invention is realized by the computer program, so that this computer program in the same way represents the invention as the method to whose execution the computer program is suitable.
  • the computer program can be stored on an electrical storage medium, for example on a flash memory or a read-only memory.
  • FIG. 1 an internal combustion engine 1 of a motor vehicle is shown, in which a piston 2 in a cylinder 3 back and forth.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, which is limited inter alia by the piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 6.
  • an intake valve 5 is an intake pipe 7 and with the exhaust valve 6, an exhaust pipe 8 is coupled.
  • an injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4.
  • Fuel can be injected into the combustion chamber 4 via the injection valve 9. With the spark plug 10, the fuel in the combustion chamber 4 can be ignited.
  • a rotatable throttle valve 11th housed, via which the intake pipe 7 air can be supplied.
  • the amount of air supplied is dependent on the angular position of the throttle valve 11.
  • a catalyst 12 is housed, which serves to purify the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel.
  • the injection valve 9 is connected via a pressure line with a fuel reservoir 13.
  • the injection valves of the other cylinders of the internal combustion engine 1 are connected to the fuel accumulator 13.
  • the fuel storage 13 is supplied via a supply line with fuel.
  • an electrical and / or mechanical Kraftstoffpunpe is provided which is adapted to build up the desired pressure in the fuel reservoir 13.
  • a pressure sensor 14 is arranged on the fuel accumulator 13, with which the pressure in the fuel accumulator 13 can be measured. This pressure is that pressure which is exerted on the fuel and with which therefore the fuel is injected via the injection valve 9 into the combustion chamber 3 of the internal combustion engine 1.
  • a controller 15 is of input signals 16 acted upon, represent the measured by sensors operating variables of the internal combustion engine 1.
  • the controller 15 is connected to the pressure sensor 14, an air mass sensor, a lambda sensor, a speed sensor, and the like.
  • the control unit 15 is connected to an accelerator pedal sensor which generates a signal indicative of the position of an accelerator pedal operable by a driver and thus the requested torque.
  • the control unit 15 generates output signals 17 with which the behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced via actuators or actuators.
  • the control unit 15 is connected to the injection valve 9, the spark plug 10 and the throttle valve 11 and the like, and generates the signals required for driving them.
  • control unit 15 is provided to control the operating variables of the internal combustion engine 1 and / or to regulate.
  • the fuel mass injected by the injection valve 9 into the combustion chamber 4 is controlled and / or regulated by the control unit 15, in particular with regard to low fuel consumption and / or low pollutant development.
  • the control unit 15 is provided with a microprocessor which has stored in a storage medium, in particular in a flash memory, a computer program which is adapted to perform said control and / or regulation.
  • the internal combustion engine 1 of FIG. 1 can be operated in a plurality of modes. Thus, it is possible to operate the internal combustion engine 1 in a homogeneous operation, a stratified operation, a homogeneous lean operation, a double injection operation and the like.
  • the fuel is during the Injection phase of the injection valve 9 is injected directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1.
  • the fuel is thereby largely swirled until the ignition, so that a substantially homogeneous fuel / air mixture is formed in the combustion chamber 4.
  • the torque to be generated is set essentially by the position of the throttle valve 11 by the control unit 15.
  • the operating variables of the internal combustion engine 1 are controlled and / or regulated such that lambda is equal to or at least approximately equal to one. Homogenous operation is used in particular at full load.
  • the homogeneous lean operation largely corresponds to the homogeneous operation, but the lambda is set to a value greater than one.
  • the fuel is injected during the compression phase of the injection valve 9 directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1.
  • the throttle valve 11 may, except for requirements e.g. the exhaust gas recirculation and / or the tank ventilation, fully open and the internal combustion engine 1 are operated with it throttled.
  • the torque to be generated is largely set in shift operation via the fuel mass. With the shift operation, the internal combustion engine 1 can be operated in particular at idle and at partial load.
  • the fuel mass injected into the combustion chamber 4 is substantially increased, especially at low temperatures. In this way, not only an ignitable air / fuel mixture in the combustion chamber 4 is provided, but also those losses of fuel are compensated by the entry of fuel into the engine oil and / or by building a wall film of fuel in Combustion chamber 4 arise.
  • FIG. 2 a method is shown with which by the control unit 15 of that pressure in the fuel accumulator 13 is determined, which is still present there after an injection. With the help of this pressure, it is then decided whether the internal combustion engine 1 can be operated in stratified mode or not. This procedure is especially for the starting process of Internal combustion engine 1 suitable, but can also be used during the other operation of the same.
  • a step 20 the pressure in the fuel accumulator 13 is measured with the aid of the pressure sensor 14. This measurement is carried out as directly before or immediately at the beginning of the next injection of fuel into the combustion chamber. 4
  • the pressure measured by the pressure sensor 14 is used as pressure p 13 , in order then to dissolve the equation according to the fuel mass m Kr13 .
  • the ambient pressure, the modulus of elasticity of the fuel, the density of the fuel and the volume of the fuel accumulator 13 are known or can be otherwise measured or calculated.
  • the fuel quantity m Kr to be injected is calculated from the operating variables of the internal combustion engine 1 by the control unit 15.
  • the operating variables may be the engine temperature, the ambient temperature and the like.
  • the pressure P 13 is then determined in the fuel accumulator 13 in the combustion chamber 4 immediately at the end or immediately after the injection of the fuel mass m Kr in a step 24.
  • the mass of fuel in the accumulator 13 is no longer the fuel mass m Kr13 present before the injection, but the fuel mass m Kr13 couples available after the injection.
  • the other variables, ie the ambient pressure, the modulus of elasticity, etc., are in turn either known or can be otherwise measured or calculated.
  • the pressure p 13 is then compared in the fuel accumulator 13 at the end or after the injection with a threshold pressure p threshold .
  • the threshold pressure P threshold corresponds approximately to the pressure that is required that the shift operation is performed, without causing the risk of remindblasens of fuel in the fuel storage 13 is present.
  • Threshold pressure P threshold it means that the pressure in the fuel reservoir 13 is no longer sufficient to operate the internal combustion engine 1 in a shift operation.
  • the pressure in the fuel reservoir 13 is no longer sufficient to operate the internal combustion engine 1 in a shift operation.
  • the fuel to be injected is blown back into the fuel accumulator 13. This is prevented by the fact that in this case in a step 27, the shift operation is excluded.
  • steps 25, 26, 27 is based on a single injection. Alternatively, it is possible to extend this method to multiple injections. For this purpose, as in the FIG. 2 However, after step 24, steps 21 to 24 are repeated. This repetition then refers to the next injection. By means of four such repetitions, for example, four cycles of a particular cylinder can be calculated in advance. The result is then the pressure in the fuel storage after these four working cycles. The decision making of steps 25, 26, 27 can then be carried out with this pressure.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Verfahren, eine derartige Brennkraftmaschine, ein derartiges Steuergerät sowie ein derartiges Computerprogramm sind beispielsweise aus der DE 198 27 609 A1 bekannt. Dort wird der Kraftstoff über Einspritzventile während der Ansaugphase oder während der Verdichtungsphase direkt in den Brennraum eingespritzt und dort verbrannt. Für die Einspritzung wird der Kraftstoff in einem vorgelagerten Kraftstoffspeicher mit einem Druck beaufschlagt. Dies stellt denjenigen Druck dar, der auf den Kraftstoff einwirkt, und mit dem der Kraftstoff damit über die Einspritzventile in die Brennräume eingespritzt wird.
  • Beim Starten der Brennkraftmaschine muß insbesondere bei nicht-betriebswarmer Brennkraftmaschine eine erhöhte Kraftstoffmenge in den Brennraum eingespritzt werden. Dies hat zur Folge, daß sich der Druck in dem Kraftstoffspeicher wesentlich vermindern kann. Dieser Druckeinbruch wird noch dadurch verstärkt, daß beim Starten der Brennkraftmaschine der Druck im Kraftstoffspeicher gegebenenfalls noch nicht ausreichend vorhanden ist und auch nicht so schnell aufgebaut und aufrecht erhalten werden kann.
  • Für den Betrieb der Brennkraftmaschine im Schichtbetrieb ist ein bestimmter, auf den Kraftstoff einwirkender Druck erforderlich. Dies ergibt sich daraus, daß in der Verdichtungsphase, während der im Schichtbetrieb der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird, im Brennraum der Kompressionsdruck stark ansteigt. Wird nun der Kompressionsdruck während der Einspritzung größer als der auf den Kraftstoff einwirkende Druck, so hat dies die unerwünschte Folge, daß der einzuspritzende Kraftstoff in den Druckspeicher zurückgeblasen wird.
  • Aufgrund des beschriebenen Druckeinbruchs beim Starten der Brennkraftmaschine kann ein derartiges Zurückblasen gerade beim Startvorgang besonders schnell auftreten.
    • Aufgabe und Vorteile der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem ein Zurückblasen von Kraftstoff in den Druckspeicher sicher vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Bei einer Brennkraftmaschine, einem Steuergerät und einem Computerprogramm der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend gelöst.
  • Es wird also gezielt der auf den Kraftstoff einwirkende Druck berechnet, der am Ende oder nach einer Einspritzung noch vorhanden ist. Diese Berechnung wird für jede einzelne Einspritzung individuell durchgeführt. In Abhängigkeit von diesem ermittelten Druck wird dann entschieden, ob das Risiko eines Zurückblasens von Kraftstoff vorhanden ist, und ob deshalb der Schichtbetrieb ausgeschlossen werden muß oder zugelassen werden kann.
  • Auf diese Weise wird für jede einzelne Einspritzung gewährleistet, daß danach nur dann in den Schichtbetrieb umgeschaltet werden kann, wenn der auf den Kraftstoff einwirkende Druck groß genug ist. Ist dies nicht der Fall, wird ein Umschalten in den Schichtbetrieb ausgeschlossen oder wird ein vorhandener Schichtbetrieb abgeschaltet.
  • Ein unerwünschtes Zurückblasen von Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher wird damit sicher verhindert.
  • Bei der Erfindung wird aus dem vor oder am Anfang der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkenden Druck eine vor der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandene Kraftstoffmasse ermittelt. Dies wird auf der Grundlage einer Gleichung durchgeführt, die die Kompressibilität des Kraftstoffs berücksichtigt.
  • Bei der Erfindung wird aus der vor der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandenen Kraftstoffmasse und aus der einzuspritzenden Kraftstoffmasse eine nach der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandene Kraftstoffmasse ermittelt. Dies wird mittels einer Differenzbildung durchgeführt.
  • Danach wird aus der nach der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher vorhandenen Kraftstoffmasse der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck ermittelt. Dies wird wiederum mit Hilfe der vorgenannten Gleichung durchgeführt.
  • Der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck wird mit einem Schwellwertdruck verglichen. Der Schwellwertdruck entspricht dabei etwa demjenigen Druck, der erforderlich ist, damit der Schichtbetrieb durchgeführt werden kann.
  • Danach wird der Schichtbetrieb ausgeschlossen, wenn der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck kleiner ist als der Schwellwertdruck.
  • Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Computerprogramms, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei ist das Computerprogramm insbesondere auf einem Mikroprozessor ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. In diesem Fall wird also die Erfindung durch das Computerprogramm realisiert, so daß dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Das Computerprogramm kann auf einem elektrischen Speichermedium abgespeichert sein, beispielsweise auf einem Flash-Memory oder einem 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.
    • Ausführungsbeispiele der Erfindung
    • Figur 1
    zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, und
    Figur 2
    zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten der Brennkraftmaschine der Figur 1.
  • In der Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein Einlaßventil 5 und ein Auslaßventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlaßventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslaßventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
  • Im Bereich des Einlaßventils 5 und des Auslaßventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
  • In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient.
  • Das Einspritzventil 9 ist Über eine Druckleitung mit einem Kraftstoffspeicher 13 verbunden. In entsprechender Weise sind auch die Einspritzventile der anderen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit dem Kraftstoffspeicher 13 verbunden. Der Kraftstoffspeicher 13 wird über eine Zuführleitung mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine elektrische und/oder mechanische Kraftstoffpunpe vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwünschten Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 aufzubauen.
  • Weiterhin ist an dem Kraftstoffspeicher 13 ein Drucksensor 14 angeordnet, mit dem der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 meßbar ist. Bei diesem Druck handelt es sich um denjenigen Druck, der auf den Kraftstoff ausgeübt wird, und mit dem deshalb der Kraftstoff über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 3 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
  • Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 gefördert. Dieser Kraftstoff wird über die Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in die zugehörigen Brennräume 4 eingespritzt. Mit Hilfe der Zündkerzen 10 werden Verbrennungen in den Brennräumen 3 erzeugt, durch die die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden. Diese Bewegungen werden auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen und üben auf diese ein Drehmoment aus.
  • Ein Steuergerät 15 ist von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Drucksensor 14, einem Luftmassensensor, einem Lambda-Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des weiteren ist das Steuergerät 15 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 15 erzeugt Ausgangssignale 17, mit denen über Aktoren bzw. Stellern das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflußt werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drosselklappe 11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
  • Unter anderem ist das Steuergerät 15 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 15 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 15 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Flash-Memory ein Computerprogramm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
  • Die Brennkraftmaschine 1 der Figur 1 kann in einer Mehrzahl von Betriebsarten betrieben werden. So ist es möglich, die Brennkraftmaschine 1 in einem Homogenbetrieb, einem Schichtbetrieb, einem homogenen Magerbetrieb, einem Betrieb mit Doppeleinspritzung und dergleichen zu betreiben.
  • Im Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der Ansaugphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Der Kraftstoff wird dadurch bis zur Zündung noch weitgehend verwirbelt, so daß im Brennraum 4 ein im wesentlichen homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht. Das zu erzeugende Moment wird dabei im wesentlichen über die Stellung der Drosselklappe 11 von dem Steuergerät 15 eingestellt. Im Homogenbetrieb werden die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 derart gesteuert und/oder geregelt, daß Lambda gleich oder zumindest ungefähr gleich Eins ist. Der Homogenbetrieb wird insbesondere bei Vollast angewendet.
  • Der homogene Magerbetrieb entspricht weitgehend dem Homogenbetrieb, es wird jedoch das Lambda auf einen Wert größer Eins eingestellt.
  • Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der Verdichtungsphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Damit ist bei der Zündung durch die Zündkerze 10 kein homogenes Gemisch im Brennraum 4 vorhanden, sondern eine Kraftstoffschichtung. Die Drosselklappe 11 kann, abgesehen von Anforderungen z.B. der Abgasrückführung und/oder der Tankentlüftung, vollständig geöffnet und die Brennkraftmaschine 1 damit entdrosselt betrieben werden. Das zu erzeugende Moment wird im Schichtbetrieb weitgehend über die Kraftstoffmasse eingestellt. Mit dem Schichtbetrieb kann die Brennkraftmaschine 1 insbesondere im Leerlauf und bei Teillast betrieben werden.
  • Zwischen den genannten Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 kann hin- und her- bzw. umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden von dem Steuergerät 15 durchgeführt.
  • Wird die Brennkraftmaschine 1 nach einem längeren Stillstand gestartet, so wird insbesondere bei tiefen Temperaturen die in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse wesentlich erhöht. Auf diese Weise wird nicht nur ein zündfähiges Luft/Kraftstoff-Gemisch im Brennraum 4 zur Verfügung gestellt, sondern es werden auch diejenigen Verluste an Kraftstoff ausgeglichen, die durch die Eintragung von Kraftstoff in das Motoröl und/oder durch den Aufbau eines Wandfilms aus Kraftstoff im Brennraum 4 entstehen.
  • Die während des Startens erforderliche große, einzuspritzende Kraftstoffmasse hat zur Folge, daß der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 während der Einspritzdauer stark vermindert wird. Dies wird dadurch noch verstärkt, daß beim Starten der Brennkraftmaschine 1 die elektrische und/oder die mechanische Kraftstoffpumpe noch nicht in der Lage ist, schnell genug den erforderlichen Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 zu erzeugen und aufrecht zu erhalten.
  • Sinkt der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 ab, so besteht im Schichtbetrieb die Gefahr, daß während einer Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 der Kompressionsdruck in diesem Brennraum 4 größer wird als der eingebrochene Druck in dem Kraftstoffspeicher 13. Dies hätte dann die unerwünschte Folge, daß der einzuspritzende Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 zurückgeblasen wird.
  • In der Figur 2 ist ein Verfahren dargestellt, mit dem von dem Steuergerät 15 derjenige Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 ermittelt wird, der dort nach einer Einspritzung noch vorhanden ist. Mit Hilfe dieses Drucks wird dann entschieden, ob die Brennkraftmaschine 1 im Schichtbetrieb betrieben werden kann oder nicht. Dieses Verfahren ist dabei besonders für den Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 geeignet, kann aber auch während des sonstigen Betriebs derselben zur Anwendung kommen.
  • In einem Schritt 20 wird mit Hilfe des Drucksensors 14 der Druck im Kraftstoffspeicher 13 gemessen. Diese Messung erfolgt dabei möglichst unmittelbar vor oder unmittelbar am Anfang der nächsten Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 4.
  • In einem Schritt 21 wird mit Hilfe der Gleichung p 13 = o 0 + E Kr × 1 - ρ Kr × V 13 / m Kr ⁢ 13
    Figure imgb0001
    mit p13 = Druck im Kraftstoffspeicher 13
    p0 = Umgebungsdruck
    EKr = Elastizitätsmodul des Kraftstoffs
    ρKr = Dichte des Kraftstoffs
    V13 = Volumen des Kraftstoffspeichers 13
    mKr13 = Kraftstoffmasse im Kraftstoffspeicher 13
    aus dem gemessenen Druck im Kraftstoffspeicher 13 auf die in demselben vorhandene Kraftstoffmasse mKr13 geschlossen. Hierzu wird der von dem Drucksensor 14 gemessene Druck als Druck p13 eingesetzt, um dann die Gleichung nach der Kraftstoffmasse mKr13 aufzulösen. Der Umgebungsdruck, das Elastizitätsmodul des Kraftstoffs, die Dichte des Kraftstoffs und das Volumen des Kraftstoffspeichers 13 sind dabei bekannt oder können anderweitig gemessen oder berechnet werden.
  • In einem Schritt 22 wird - wie bereits erläutert wurde - aus den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 von dem Steuergerät 15 die einzuspritzende Kraftstoffmasse mKr berechnet. Bei den Betriebsgrößen kann es sich um die Motortemperatur, die Umgebungstemperatur und dergleichen handeln.
  • In einem Schritt 23 wird diejenige Kraftstoffmasse MKr13danach berechnet, die nach der Einspritzung der Kraftstoffmasse mKr noch in dem Kraftstoffspeicher 13 vorhanden ist. Diese Berechnung erfolgt nach der Gleichung m Kr ⁢ 13 ⁢ danach = m Kr ⁢ 13 - m Kr
    Figure imgb0002
  • Mit Hilfe der Gleichung (1) wird nunmehr in einem Schritt 24 der Druck P13danach in dem Kraftstoffspeicher 13 unmittelbar am Ende oder unmittelbar nach der Einspritzung der Kraftstoffmasse mKr in den Brennraum 4 ermittelt. Dabei wird als Masse im Kraftstoffspeicher 13 nicht mehr die vor der Einspritzung vorhandene Kraftstoffmasse mKr13, sondern die nach der Einspritzung vorhandene Kraftstoffmasse mKr13danach verwendet. Die anderen Größen, also der Umgebungsdruck, das Elastizitätsmodul, udgl., sind wiederum entweder bekannt oder können anderweitig gemessen oder berechnet werden.
  • In einem Schritt 25 wird der Druck p13danach in dem Kraftstoffspeicher 13 am Ende bzw. nach der Einspritzung mit einem Schwellwertdruck pSchwelle verglichen. Der Schwellwertdruck PSchwelle entspricht dabei etwa demjenigen Druck, der erforderlich ist, daß der Schichtbetrieb durchgeführt wird, ohne daß dabei das Risiko eines Zurückblasens von Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 vorhanden ist.
  • Ist der Druck p13danach größer als der Schwellwertdruck PSchwelle, so bedeutet dies, daß noch genügend Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 vorhanden ist, um die Brennkraftmaschine 1 im Schichtbetrieb zu betreiben. In diesem Fall wird deshalb in einem Schritt 26 der Schichtbetrieb zugelassen.
  • Ist der Druck p13danach jedoch kleiner als der Schwellwertdruck PSchwelle, so bedeutet dies, daß der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 nicht mehr ausreicht, um die Brennkraftmaschine 1 im Schichtbetrieb zu betreiben. Insbesondere besteht in diesem Fall die Gefahr, daß aufgrund des größeren Kompressionsdrucks im Brennraum 4 der einzuspritzende Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 zurückgeblasen wird. Dies wird dadurch verhindert, daß in diesem Fall in einem Schritt 27 der Schichtbetrieb ausgeschlossen wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren basiert die Entscheidung der Schritte 25, 26, 27 auf einer einzigen Einspritzung. Alternativ ist es möglich, dieses Verfahren auf mehrere Einspritzungen auszudehnen. Hierzu wird wie in der Figur 2 vorgegangen, jedoch werden nach dem Schritt 24 die Schritte 21 bis 24 wiederholt. Diese Wiederholung bezieht sich dann auf die nächste Einspritzung. Mittels vier derartiger Wiederholungen können beispielsweise vier Arbeitsspiele eines bestimmten Zylinders im Voraus berechnet werden. Das Ergebnis ist dann der Druck im Kraftstoffspeicher nach diesen vier Arbeitsspielen. Mit diesem Druck kann dann die Entscheidungsfindung der Schritte 25, 26, 27 durchgeführt werden.

Claims (5)

  1. verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Druck auf den in einem Kraftstoffspeicher (13) befindlichen Kraftstoff ausgeübt wird, bei dem der Kraftstoff in einem Schichtbetrieb während einer Verdichtungsphase oder in einem Homogenbetrieb während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum (4) eingespritzt wird, bei dem eine einzuspritzende Kraftstoffmasse (mKr) aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird, bei dem der auf den Kraftstoff einwirkende Druck von einem Drucksensor (14) gemessen wird, und bei dem in Abhängigkeit von diesem Druck der Schichtbetrieb ausgeschlossen oder zugelassen wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß der vor oder am Anfang der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck (p13) gemessen wird,
    daß aus dem vor oder am Anfang der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkenden Druck (p13) eine vor der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher (13) vorhandene Kraftstoffmasse (mKr13) ermittelt wird,
    daß aus der vor der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher (13) vorhandenen Kraftstoffmasse (mKr13) und aus der einzuspritzenden Kraftstoffmasse (mKr) eine nach der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher (13) vorhandene Kraftstoffmasse (mKr13danach) ermittelt wird,
    daß aus der nach der Einspritzung in dem Kraftstoffspeicher (13) vorhandenen Kraftstoffmasse (mKr13danach) der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck (p13danach) ermittelt wird,
    daß der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck (p13danach) mit einem Schwellwertdruck (PSchwelle) verglichen wird, und
    daß der Schichtbetrieb ausgeschlossen wird, wenn der am Ende oder nach der Einspritzung auf den Kraftstoff einwirkende Druck (p13danach) kleiner ist als der Schwellwertdruck (pSchwelle).
  2. Computerprogramm für ein Steuergerät (15) einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 geeignet ist.
  3. Computerprogramm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Computerprogramm auf einem elektrischen Speichermedium, insbesondere auf einem Flash-Memory oder einem Read-Only-Memory abgespeichert ist.
  4. Steuergerät (15) für eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Steuergerät (15) zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 hergerichtet ist.
  5. Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem Steuergerät (15) nach Anspruch 4.
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