AT2542U2

AT2542U2 - Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT2542U2
Application number: AT0005798U
Authority: AT
Inventors: Wolfgang Dipl Stuecklschwaiger
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1998-12-28
Also published as: AT2542U3

Abstract

Eine Brennkraftmaschine wird derart betrieben, daß zumindest in einem Motorbetriebsbereich das Einspritzgesetz für zwei aufeinanderfolgende Arbeitszyklen eines Zylinder und/oder für in Zündreihenfolge aufeinanderfolgende Zylinder gezielt variiert wird. Dadurch kann das subjektive Drehzahlempfinden bei Brennkraftmaschinen mit hoher Zündfrequenz, insbesondere von Zweitakt-Brennkraftmaschinen verbessert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit direkter Kraftstoffeinspntzung.

Das subjektive Drehzahlempfinden wird durch die Wiederholung eines periodischen Schallereignisses bestimmt. Bedingt durch die raschere Zündfolge klingt daher eine ZweitaktBrennkraftmaschine im Vergleich zu einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit gleicher Zylinderanzahl bei gleicher Drehzahl ungewöhnlich hochtourig. Dies wirkt sich nachteilig auf die Akzeptanz von Zweitakt-Brennkraftmaschinen aus. Aber auch das subjektive Geräuschempfinden von schnell laufenden Viertakt-Brennkraftmaschinen wird insbesondere im mittleren und oberen Teillastbereich oft als unangenehm empfunden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und das subjektive Drehzahlempfinden, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit hoher Zündfrequenz zu verbessern.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zumindest in einem Motorbetriebsbereich das Einspritzgesetz der Kraftstoffeinspritzung für zwei aufeinanderfolgende Arbeitszyklen eines Zylinders und/oder für in der Zündreihenfolge aufeinanderfolgende Zylinder gezielt variiert wird. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass für das subjektive Drehzahlempfinden weniger die Zündfrequenz als solche, sondern die subjektiv als dominierend empfundene Zündung von bestimmten Zylindern ausschlaggebend ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die die einzelnen Zylinder umgebende Motorstruktur soweit unterschiedlich ist, dass die Zündungen der einzelnen Zylinder auch unterschiedlich klingen. Daher wird subjektiv nur die Zündung eines bestimmten Zylinders als Wiederholung erkannt.

Dies ist auch der Grund, warum Sechs-Zylinder-Brennkraftmaschinen nicht "schneller" klingen, als Vier-Zy- linder-Brennkraftmaschmen. Andererseits ist die subjektiv empfundene Drehzahl bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine doppelt so hoch, wie bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine, weil eben die Zündung im selben Zylinder doppelt so oft erfolgt. Gemäss der Erfindung wird daher die Periodizität von aufeinanderfolgenden Zündungen gezielt beeinflusst. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Einspritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder vermindert wird. Genauso ist es allerdings möglich, dass die Einspritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihen- folge folgenden Zylinder erhöht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Einspritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder um mindestens 20%, vorzugsweise um mindestens 50%, verändert wird. Dies ist im allgemeinen ausreichend, um das subjektive Drehzahlempfinden des Geräusches einer Zweitakt-Brenn- kraftmaschine dem einer Viertakt-Brennkraftmaschine anzunähern, da subjektiv die Zünd- folge verlangsamt wird.

In einer anderen sehr vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Einspritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus eines Zylinders und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder auf etwa Null vermindert wird. Dadurch lässt sich das subjektive Drehzahlempfinden insbesondere in Motorbetriebsbereichen, in denen relativ geringe Leistungsanforderungen vorliegen, erheblich verbessern. Daneben ergeben sich Vorteile im Kraftstoffverbrauch.

Neben oder anstelle der reinen Kraftstoffmengenvariation kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass für zwei aufeinanderfolgende Arbeitszyklen eines Zylinders und/oder für in der Zündreihenfolge aufeinanderfolgende Zylinder der Einspritzverlauf bei konstanter Einspritzmenge variiert wird. Die Variation kann derart sein, dass die Einspritzdauer für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder vermindert wird. Dadurch wird die subjektiv empfundene Periodizität der Zündungen akustisch verändert, da auf eine "normale" Zündung eine schnellere Kraftstoffeinbringung und damit eine akustisch dominierende Zündung erfolgt.

Vorteilhafter ist es allerdings, wenn die Einspritzdauer für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder erhöht wird und dadurch eine langsamere Verbrennung mit weicherem Zündgeräusch initiiert wird. Die variierte Zündung wird dabei akustisch durch die "normale" Zündung überlagert.

Durch die Möglichkeit der individuellen Steuerung der Einspritzmengen und/oder des Einspritzverlaufes bei einem Speichereinspritzsystem kann die Einspritzmenge oder die Einspritzdauer, beispielsweise bei jeder zweiten Zündung, soweit reduziert werden, dass sich-bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine - akustisch der Eindruck eines Viertakt-Motors ergibt.

Dies ermöglicht es, die Vorteile von Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit dem akustischen Verhalten von Viertakt-Brennkraftmaschinen zu vereinen. Um einen eventuell unangenehm empfundenen akustischen Wechsel zwischen Zweitakt-Betrieb und akustischer Viertakt-Geräuschentwicklung zu verhindern, ist es zweckmässig, einen fliessenden Übergang herzustellen.
Eine Zweitakt-Brennkraftmaschine kann dabei beispielsweise im Leerlauf und bei niedriger Drehzahl auch akustisch als Zweitakter gefahren werden, wobei in diesen Bereichen ein hohes Drehmoment zur Verfügung steht. Bei höheren Drehzahlen wird hingegen von Zündung zu Zündung das Einspritzgesetz - also entweder die Einspritzmenge und/oder die Einspritzdauer pro Zyklus bzw.

Zylinder - soweit verändert, dass rein subjektiv die Zündfolge verlangsamt wird, da nur die Zündgeräusche aus den Einspritzungen mit akustisch dominantem Einspritzgesetz subjektiv wahrgenommen werden.

In Betriebsbereichen mit kurzzeitig erhöhtem Leistungsbedarf-etwa im Kick-down"-Be- trieb, beispielsweise bei Überholvorgängen - kann das Einspritzgesetz kurzfristig hinsichtlich maximaler Leistungsausbeute verändert werden, worauf bei abnehmendem Leistungswunsch wieder in den Betrieb mit subjektiv geringerem Drehzahlempfinden übergegangen werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch die Fig. veranschaulichten Ausfüh- rungsbeispieles einer Dreizylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschine näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das subjektive Wahrnehmungsmuster von Zündfolgen bei konventioneller Verbrennung und Fig. 2 das subjektive Wahmehmungsmuster von Zündfolgen bei der erfindungsgemässen zylindervariablen Verbrennung.

Betrachtet man eine herkömmliche Dreizylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit der Zündfolge 1-2-3, so verwendet man normalerweise in allen Zylindern das gleiche Einspritzgesetz, welches in Fig. 1 mit "A" bezeichnet ist.

Der zeitliche Abschnitt t, zwischen dem Auftreten eines bestimmten Schallereignisses (Zündung eines bestimmten Zylinders) und seiner Wiederholung ist genau eine Umdrehung (2-Takt-Prinzip). Das menschliche Ohr ist nämlich durchaus in der Lage, Zündungen in verschiedenen Zylindern auch als unterschiedlich zu identifizieren.

Wenn es nun gelingt, eine akustisch dominante Verbrennung und eine Zündung, die ein charakteristisch anderes Klangbild erzeugt, durch verschiedene Einspritzgesetze A, B zu erzeugen, kann man die Zeit bis zur Wiederholung des gleichen Schallereignisses durch das alternierende Verwenden der Einspritzgesetztypen A und B verdoppeln. Damit wird die Zeit t2 zwischen dem Auftreten eines bestimmten Schallereignisses (Zündung eines bestimmten Zylinders mit Typ A Verbrennung) und seiner Wiederholung auf zwei Umdrehungen verlängert und akustisch quasi ein nach dem 4-Takt-Prinzip arbeitender Motor nachempfunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Obwohl Vorteile des Verfahrens besonders bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit drei Zylinder, insbesondere für selbstzündende Kraftstoffe, zur Geltung kommen, eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren prinzipiell für jede Zylinderanzahl, sowohl für ZweitaktBrennkraftmaschinen, als auch für Viertakt-Brennkraftmaschinen..

Claims

ANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit direkter Kraftstoff- einspritzung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Motorbetriebsbereich das Einspritzgesetz der Kraftstoffeinspritzung für aufeinanderfolgende Arbeitszyklen eines Zylinders und/oder für in der Zündreihenfolge aufeinanderfolgende Zylinder ge- zielt variiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder vermindert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder er- höht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- spritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder um mindestens 20%, vorzugsweise um mindestens 50%, verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmenge für den folgenden Arbeitszyklus eines Zylinders und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder auf etwa Null vermindert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für aufein- anderfolgende Arbeitszyklen eines Zylinders und/oder für in der Zündreihenfolge auf- einanderfolgende Zylinder der Einspritzverlauf bei konstanter Einspritzmenge variiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdauer für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder vermindert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdauer für den folgenden Arbeitszyklus und/oder für den in der Zündreihenfolge folgenden Zylinder er- höht wird.