EP1046803A2 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1046803A2
EP1046803A2 EP00107715A EP00107715A EP1046803A2 EP 1046803 A2 EP1046803 A2 EP 1046803A2 EP 00107715 A EP00107715 A EP 00107715A EP 00107715 A EP00107715 A EP 00107715A EP 1046803 A2 EP1046803 A2 EP 1046803A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ignition angle
combustion engine
internal combustion
fuel mass
injected
Prior art date
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Granted
Application number
EP00107715A
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English (en)
French (fr)
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EP1046803A3 (de
EP1046803B1 (de
Inventor
Rudi Mayer
Winfried Langer
Harry Friedmann
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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Publication date
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Publication of EP1046803A3 publication Critical patent/EP1046803A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F02D31/009—Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • 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
    • F02D41/3029—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 further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, at a fuel mass in a first operating mode during one compression phase and in a second Operating mode during a suction phase directly into one Combustion chamber is injected, in which the injected Mass of fuel from a spark plug at an ignition angle is ignited, and in which the fuel mass and the Firing angle depending on one via an accelerator pedal Enterable driver request and depending on the Speed of the internal combustion engine controlled and / or regulated become.
  • the invention also relates to a Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with a combustion chamber in which a fuel mass in a first operating mode during a compression phase and in a second operating mode directly during an intake phase is injectable, with a spark plug, with which the injected fuel mass at an ignition angle is flammable, and with a control unit for control and / or regulation of the fuel mass and the ignition angle depending on one that can be entered via an accelerator pedal Driver request and depending on the speed.
  • Such a method and one Internal combustion engines are, for example, from a so-called gasoline direct injection in motor vehicles known.
  • the homogeneous operation is preferably for full load operation of the internal combustion engine provided during the shift operation for idling and Partial load operation is suitable.
  • the fuel mass and the ignition angle is influenced by the control unit.
  • the object of the invention is a method for operating to create an internal combustion engine with which the generation an undesirable moment is avoided.
  • This task is initiated in a procedure mentioned type according to the invention solved in that at a Driver request that is smaller than a specified one Threshold, and at a speed greater than one predefined threshold, the ignition angle afterwards late is adjusted.
  • the task according to the invention solved that when a driver request is less than a predetermined threshold, and at a speed that is greater than a predetermined threshold through which The ignition angle control unit can then be adjusted late is.
  • the driver request is smaller than the specified one Threshold, and at the speed that is greater than that predefined threshold, then no more fuel mass injected. The possibility that too much fuel due to a malfunction of the control unit, is reduced or even avoided.
  • An error is detected when the driver requests that the is less than a predetermined threshold, and at one Speed that is greater than a predetermined threshold, the Ignition angle is not adjusted afterwards afterwards. It will ie monitors whether the The ignition angle is retarded. Is this not the case, so is a software error closed. In this case, it is particularly advantageous if the control and / or regulation of the fuel mass and the ignition angle is started again.
  • control Program stored on a computing device, in particular on a microprocessor, executable and for Execution of the method according to the invention is suitable.
  • the invention is based on a Control stored program realized so that this control provided with the program in the same
  • the invention represents how the method for its Execution the program is suitable.
  • a control can in particular be an electrical storage medium for Use, for example, a read-only memory.
  • an internal combustion engine 1 is one Motor vehicle shown, in which a piston 2 in one Cylinder 3 is reciprocable.
  • the cylinder 3 is with a combustion chamber 4 provided, inter alia, by the Piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 6 is limited.
  • the inlet valve 5 is an intake pipe 7 and an exhaust pipe 8 is coupled to the exhaust valve 6.
  • Fuel can be injected via the injection valve 9 the combustion chamber 4 are injected. With the spark plug 10 the fuel can be ignited in the combustion chamber 4.
  • the intake pipe 7 there is a rotatable throttle valve 11 housed, through which the intake pipe 7 air can be supplied is.
  • the amount of air supplied depends on the Angular position of the throttle valve 11 is in the exhaust pipe 8 a catalyst 12 housed, the cleaning of the exhaust gases generated by the combustion of the fuel serves.
  • An exhaust gas recirculation pipe 13 leads back from the exhaust pipe 8 to the intake pipe 7.
  • a Exhaust gas recirculation valve 14 accommodated with which the amount of recirculated exhaust gas set in the intake pipe 7 can be.
  • Tank ventilation line 16 One leads from a fuel tank 15 Tank ventilation line 16 to the intake pipe 7.
  • Tank vent line 16 In the Tank vent line 16 is a tank vent valve 17 housed with which the amount of the intake pipe 7th supplied fuel vapor from the fuel tank 15 is adjustable.
  • the piston 2 is in by the combustion of the fuel the combustion chamber 4 in a reciprocating motion, the is transmitted to a crankshaft, not shown, and exerts a torque on them.
  • a control device 18 is of input signals 19 acted upon, the operating variables measured by sensors represent the internal combustion engine 1.
  • Control unit 18 with an air mass sensor, a lambda sensor, connected to a speed sensor and the like.
  • the control unit 18 is also provided with an accelerator pedal sensor connected, which generates a signal that the position of a accelerator pedal operated by a driver and thus the Specifies driver request or its requested torque.
  • the control unit 18 generates output signals 20 with which the behavior of the Internal combustion engine 1 can be influenced.
  • the control unit 18 with the injection valve 9, the Spark plug 10 and the throttle valve 11 and the like connected and generates the for their control required signals.
  • control unit 18 is provided for the To control operating variables of the internal combustion engine 1 and / or to regulate.
  • the injector 9 injected into the combustion chamber 4 fuel mass from the Control unit 18, in particular with regard to a small one Fuel consumption and / or a low Controlled and / or regulated pollutant development.
  • the control unit 18 is equipped with a Microprocessor provided in a storage medium, a program especially in a read-only memory has saved, which is suitable for the named Control and / or regulation to perform.
  • a so-called Homogeneous operation of the internal combustion engine 1 the Throttle valve 11 depending on the desired Torque partially opened or closed.
  • the Fuel is injected from the injector 9 during a caused by the piston 2 suction phase in the Combustion chamber 4 injected.
  • intake air is the injected Fuel swirls and thus in the combustion chamber 4 in essentially evenly distributed.
  • Air / fuel mixture during the compression phase compressed to then ignite from the spark plug 10 become. Due to the expansion of the ignited fuel the piston 2 is driven.
  • the resulting torque depends on the position of the Throttle valve 11 from. With regard to a low
  • a so-called homogeneous The internal combustion engine 1 becomes lean, the fuel as in the homogeneous operation during the intake phase in the Combustion chamber 4 injected. Unlike that However, the fuel / air mixture can also operate homogeneously occur with lambda> 1.
  • the Throttle valve 11 wide open.
  • the fuel is from that Injector 9 during a through the piston 2nd compression phase in the combustion chamber 4 injected, locally in the immediate vicinity the spark plug 10 and in time at a suitable distance the ignition timing. Then with the help of the spark plug 10 Fuel ignited, so that the piston 2 in the now following working phase by the expansion of the inflamed Fuel is driven. The resulting torque depends largely on the injected in shift operation Fuel mass.
  • the shift operation is essentially for idle operation and partial load operation of the Internal combustion engine 1 provided.
  • FIG. 2 shows a course of the first time diagram Accelerator pedal position fp applied by an approximately constant value drops to a minimum value. This History occurs, for example, when a driver Takes his foot off the accelerator pedal and signals that the internal combustion engine 1 no longer be given a moment should. The driver request is therefore "zero".
  • a speed n plotted in the third time diagram the internal combustion engine 1 also drops to low values from. Usually the speed n drops approximately to From idle speed, which is selected such that the Internal combustion engine 1 just said "inner" moment can muster.
  • the accelerator pedal position falls below fp a threshold fp1 that is slightly larger than that minimum value of the accelerator pedal position fp. From this can be recognized be that the accelerator pedal reaches its minimum position and the driver request is "zero".
  • the speed n falls below a threshold value n1 which is slightly greater than the idle speed. From this can be recognized that the internal combustion engine 1 is now their Idle speed has essentially reached.
  • the fault can be a hardware or Software error of the control unit 18 act, which leads to a incorrect increase in fuel mass mk leads. It is also possible that at least one of the Injector 9 is dirty or defective, so that on this way more fuel is injected. Likewise it is possible that via the tank ventilation, for example due to an incomplete closing Tank vent valve 17, too much fuel in the Combustion chamber 4 arrives. Without further ado there are also others Possibilities conceivable that lead to an undesirable increase of the fuel mass mk as in the second 2 shown after the time ts is.
  • the speed exceeds n at a time t3 the threshold n1 towards larger values. This is recognized by the control unit 18. The conditions are now met that the Accelerator pedal position fp is less than the threshold fp1, and that the speed n is greater than the threshold n1.
  • the control unit controls and / or regulates with a block 23 18, the throttle valve 11, the injection valve 9 and the Spark plug 10 in the manner described with reference to FIG. 2 and way.
  • a block 24 is used to monitor the control mentioned and / or regulation. For the purpose of this monitoring, the Control device 18 again and again whether a driver request is present, which is less than a predetermined threshold fp1, and whether there is a speed that is greater than the predetermined threshold n1. If this is the case, check the control unit continues whether the ignition angle afterwards is adjusted late. If this is the case, there is no Error before and the control and / or regulation will continued unchanged. However, if this is not the case, is the ignition angle despite the fulfillment of the above Conditions are not postponed until late Error closed.
  • the method is implemented with a block 25 continued, which contains an error routine.
  • the Driver made aware of the error or other measures indicating errors can be taken. It is also possible to re-control the control unit 18 start, ie a "reset" of the control unit 18 perform. Then the control and / or regulation the internal combustion engine 1 started again or new initialized so that an existing one Software error may no longer exist.

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

Abstract

Es wird eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die mit einem Brennraum (4) versehen ist, in den eine Kraftstoffmasse in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt eingespritzt wird. Eine Zündkerze (10) ist vorgesehen, mit der die eingespritzte Kraftstoffmasse bei einem Zündwinkel entzündet wird. Ein Steuergerät (18) ist zur Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffmasse (mk) und des Zündwinkels in Abhängigkeit von einem über ein Fahrpedal eingebbaren Fahrerwunsch und in Abhängigkeit von der Drehzahl vorgesehen. Bei einem Fahrerwunsch, der kleiner ist als eine vorgegebene Schwelle, und bei einer Drehzahl, die größer ist als eine vorgegebene Schwelle, wird durch das Steuergerät (18) der Zündwinkel danach nach spät verstellt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Kraftstoffmasse in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum eingespritzt wird, bei dem die eingespritzte Kraftstoffmasse von einer Zündkerze bei einem Zündwinkel entzündet wird, und bei dem die Kraftstoffmasse und der Zündwinkel in Abhängigkeit von einem über ein Fahrpedal eingebbaren Fahrerwunsch und in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine gesteuert und/oder geregelt werden. Ebenfalls betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Brennraum, in den eine Kraftstoffmasse in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt einspritzbar ist, mit einer Zündkerze, mit der die eingespritzte Kraftstoffmasse bei einem Zündwinkel entzündbar ist, und mit einem Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffmasse und des Zündwinkels in Abhängigkeit von einem über ein Fahrpedal eingebbaren Fahrerwunsch und in Abhängigkeit von der Drehzahl.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Brennkraftmaschine sind beispielsweise von einer sogenannten Benzin-Direkteinspritzung bei Kraftfahrzeugen bekannt. Dort wird Kraftstoff in einem Homogenbetrieb während der Ansaugphase oder in einem Schichtbetrieb während der Verdichtungsphase in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Homogenbetrieb ist vorzugsweise für den Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen, während der Schichtbetrieb für den Leerlauf- und Teillastbetrieb geeignet ist. Beispielsweise in Abhängigkeit von dem Fahrerwunsch wird bei einer derartigen direkteinspritzenden Brennkraftmaschine die Kraftstoffmasse und der Zündwinkel von dem Steuergerät beeinflußt.
Aufgrund von Hardware- und/oder Softwarefehlern besteht die Möglichkeit, daß von dem Steuergerät die Kraftstoffmasse und/oder der Zündwinkel fehlerhaft gesteuert und/oder geregelt werden, so daß die Brennkraftmaschine ein Moment abgibt, das größer ist als das von dem Fahrer angeforderte Moment. Dies kann gerade dann zu einer unerwünschten Beschleunigung des Kraftfahrzeugs führen, wenn der Fahrer den Fuß von dem Fahrpedal genommen hat und damit keinerlei Beschleunigung mehr wünscht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem die Erzeugung eines unerwünschten Moments vermieden wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Fahrerwunsch, der kleiner ist als eine vorgegebene Schwelle, und bei einer Drehzahl, die größer ist als eine vorgegebene Schwelle, der Zündwinkel danach nach spät verstellt wird. Bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Fahrerwunsch, der kleiner ist als eine vorgegebene Schwelle, und bei einer Drehzahl, die größer ist als eine vorgegebene Schwelle, durch das Steuergerät der Zündwinkel danach nach spät verstellbar ist.
Durch die Spätverstellung des Zündwinkels wird Kraftstoff, der fehlerhafterweise in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt ist, einerseits verbrannt. Andererseits erfolgt die Verbrennung jedoch derart, daß sie im wesentlichen keinen Beitrag zu einer Momentenerzeugung liefert. Trotz des zuviel vorhandenen Kraftstoffs erfolgt somit keine unerwünschte Beschleunigung des Kraftfahrzeugs. Durch die Spätverstellung des Zündwinkels wird das aus dem zuviel vorhandenen Kraftstoff an sich resultierende Moment vernichtet.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei dem Fahrerwunsch, der kleiner als die vorgegebene Schwelle, und bei der Drehzahl, die größer ist als die vorgegebene Schwelle, danach keine Kraftstoffmasse mehr eingespritzt. Die Möglichkeit, daß zuviel Kraftstoff aufgrund einer Fehlfunktion des Steuergeräts vorhanden ist, wird dadurch verringert oder gar vermieden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zuerst keine Kraftstoffmasse mehr eingespritzt, und es wird dann der Zündwinkel nach spät verstellt. Dabei wird der Zündwinkel derart nach spät verstellt, daß kein Moment mehr von der Brennkraftmaschine abgegeben wird. Dies stellt eine besonders einfache und trotzdem effektive Vorgehensweise zur Vermeidung einer unerwünschten Beschleunigung des Kraftfahrzeugs dar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Fehler erkannt, wenn bei einem Fahrerwunsch, der kleiner ist als eine vorgegebene Schwelle, und bei einer Drehzahl, die größer ist als eine vorgegebene Schwelle, der Zündwinkel danach nicht nach spät verstellt wird. Es wird also überwacht, ob unter den angegebenen Bedingungen die Spätverstellung des Zündwinkels durchgeführt wird. Ist dies nicht der Fall, so wird auf einen Softwarefehler geschlossen. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffmasse und des Zündwinkels neu begonnen wird.
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.
Figur 1
zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Figur 2
zeigt vier schematische Zeitdiagramme eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine der Figur 1, und
Figur 3
zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens der Figur 2.
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.
Von dem Abgasrohr 8 führt eine Abgasrückführrohr 13 zurück zu dem Ansaugrohr 7. In dem Abgasrückführrohr 13 ist ein Abgasrückführventil 14 untergebracht, mit dem die Menge des in das Ansaugrohr 7 rückgeführten Abgases eingestellt werden kann.
Von einem Kraftstofftank 15 führt eine Tankentlüftungsleitung 16 zu dem Ansaugrohr 7. In der Tankentlüftungsleitung 16 ist ein Tankentlüftungsventil 17 untergebracht, mit dem die Menge des dem Ansaugrohr 7 zugeführten Kraftstoffdampfes aus dem Kraftstofftank 15 einstellbar ist.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt.
Ein Steuergerät 18 ist von Eingangssignalen 19 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit einem Luftmassensensor, einem Lambda-Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des weiteren ist das Steuergerät 18 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit den Fahrerwunsch bzw. dessen angefordertes Drehmoment angibt. Das Steuergerät 18 erzeugt Ausgangssignale 20, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflußt werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 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 18 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 18 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 18 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.
In einer ersten Betriebsart, einem sogenannten Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 11 in Abhängigkeit von dem erwünschten Drehmoment teilweise geöffnet bzw. geschlossen. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 9 während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen Ansaugphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Durch die gleichzeitig über die Drosselklappe 11 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 Verdichtungephase verdichtet, um dann von der Zündkerze 10 entzündet zu werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs wird der Kolben 2 angetrieben. Das entstehende Drehmoment hängt im Homogenbetrieb unter anderem von der Stellung der Drosselklappe 11 ab. Im Hinblick auf eine geringe Schadstoffentwicklung wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch möglichst auf Lambda = 1 eingestellt.
In einer zweiten Betriebsart, einem sogenannten homogenen Magerbetrieb der Brennkraftmaschine 1, wird der Kraftstoff wie bei dem Homogenbetrieb während der Ansaugphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Im Unterschied zu dem Homogenbetrieb kann das Kraftstoff/Luft-Gemisch jedoch auch mit Lambda > 1 auftreten.
In einer dritten Betriebsart, einem sogenannten Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 11 weit geöffnet. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 9 während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen Verdichtungsphase in den Brennraum 4 eingespritzt, und zwar örtlich in die unmittelbare Umgebung der Zündkerze 10 sowie zeitlich in geeignetem Abstand vor dem Zündzeitpunkt. Dann wird mit Hilfe der Zündkerze 10 der Kraftstoff entzündet, so daß der Kolben 2 in der nunmehr folgenden Arbeitsphase durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs angetrieben wird. Das entstehende Drehmoment hängt im Schichtbetrieb weitgehend von der eingespritzten Kraftstoffmasse ab. Im wesentlichen ist der Schichtbetrieb für den Leerlaufbetrieb und den Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen.
In der Figur 2 ist im ersten Zeitdiagramm ein Verlauf der Fahrpedalstellung fp aufgetragen, der von einem etwa konstanten Wert auf einen minimalen Wert abfällt. Dieser Verlauf tritt beispielsweise dann ein, wenn ein Fahrer den Fuß von dem Fahrpedal nimmt und damit signalisiert, daß von der Brennkraftmaschine 1 kein Moment mehr abgegeben werden soll. Der Fahrerwunsch ist also "Null".
Der Verlauf des Fahrpedalsignal fp hat zur Folge, daß eine in dem zweiten Zeitdiagramm aufgetragene Kraftstoffmasse mk ebenfalls auf einen geringen Wert abfällt. Diese geringe Kraftstoffmasse ist dabei einerseits ausreichend, um das für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 sowie gegebenenfalls für den Betrieb von Verbrauchern des Kraftfahrzeugs erforderliche, "innere" Moment aufzubringen. Andererseits ist diese Kraftstoffmasse derart bemessen, daß die Brennkraftmaschine 1 kein Moment "nach außen", also insbesondere an die Räder des Kraftfahrzeugs abgibt. Das Kraftfahrzeug wird also von der Brennkraftmaschine 1 nicht beschleunigt. Ebenfalls wird die Brennkraftmaschine 1 mit keiner hohen Drehzahl mehr betrieben.
Eine in dem dritten Zeitdiagramm aufgetragene Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 fällt ebenfalls auf geringe Werte ab. Üblicherweise fällt die Drehzahl n etwa auf die Leerlaufdrehzahl ab, die derart gewählt ist, daß die Brennkraftmaschine 1 das genannte "innere" Moment gerade aufbringen kann.
In einem Zeitpunkt t1 unterschreitet die Fahrpedalstellung fp einen Schwellwert fp1, der etwas größer ist als der minimale Wert der Fahrpedalstellung fp. Daraus kann erkannt werden, daß das Fahrpedal seine minimale Stellung erreicht hat und der Fahrerwunsch "Null" ist. In einem Zeitpunkt t2 unterschreitet die Drehzahl n einen Schwellwert n1, der etwas größer ist als die Leerlaufdrehzahl. Daraus kann erkannt werden, daß die Brennkraftmaschine 1 nunmehr ihre Leerlaufdrehzahl im wesentlichen erreicht hat.
Es sei angenommen, daß in einem Zeitpunkt ts eine Störung auftritt. Wie dem zweiten Zeitdiagramm der Figur 2 entnommen werden kann, hat die Störung zur Folge, daß mehr Kraftstoffmasse mk in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 gelangt.
Bei der Störung kann es sich um einen Hardware- oder Softwarefehler des Steuergeräts 18 handeln, der zu einer inkorrekten Erhöhung der Kraftstoffmasse mk führt. Ebenfalls ist es möglich, daß zumindest eines der Einspritzventile 9 verschmutzt oder defekt ist, so daß auf diese Weise mehr Kraftstoff eingespritzt wird. Ebenfalls ist es möglich, daß über die Tankentlüftung, beispielsweise aufgrund eines nicht vollständig schließenden Tankentlüftungsventils 17, zuviel Kraftstoff in den Brennraum 4 gelangt. Ohne weiteres sind auch noch weitere Möglichkeiten denkbar, die zu einer unerwünschten Erhöhung der Kraftstoffmasse mk führen, wie dies in dem zweiten Zeitdiagramm der Figur 2 nach dem Zeitpunkt ts dargestellt ist.
Die Erhöhung der Kraftstoffmasse mk nach dem Zeitpunkt ts führt zu einer Erhöhung der Drehzahl n der Brennkraftmaschine entsprechend dem dritten Zeitdiagramm der Figur 2. Diese Drehzahlerhöhung führt ebenfalls zu einer Erhöhung des von der Brennkraftmaschine 1 erzeugten Moments. Dies hat zur Folge, daß die Brennkraftmaschine 1 auch ein Moment "nach außen" abgibt und damit das Kraftfahrzeug beschleunigt. Ein derartiges, von der Brennkraftmaschine 1 an die Räder des Kraftfahrzeugs abgegebenes Moment steht im Gegensatz zu dem Fahrerwunsch "Null" entsprechend der Fahrpedalstellung fp.
Gemäß dem dritten Zeitdiagramm überschreitet die Drehzahl n in einem Zeitpunkt t3 die Schwelle n1 in Richtung zu größeren Werten. Dies wird von dem Steuergerät 18 erkannt. Es sind nunmehr die Bedingungen erfüllt, daß die Fahrpedalstellung fp kleiner ist als die Schwelle fp1, und daß die Drehzahl n größer ist als die Schwelle n1.
Aufgrund der Erfüllung der vorgenannten Bedingungen schaltet das Steuergerät 18 zuerst unmittelbar nach dem Zeitpunkt t3 die Einspritzung ab. Es erfolgt also keine Einspritzung von Kraftstoff mehr in die Brennräume 4 der Brennkraftmaschine 1. Dies ist in dem zweiten Zeitdiagramm der Figur 2 dargestellt, bei dem die Kraftstoffmasse mk nach dem Zeitpunkt t3 auf Null reduziert wird.
Des weiteren wird nach der Erfüllung der vorgenannten Bedingungen, und zwar entweder etwa gleichzeitig oder insbesondere nach dem Abschalten der Einspritzung zusätzlich der Zündwinkel zw für die Entzündung des Kraftstoffs nach spät verstellt. Dies ist in dem vierten Zeitdiagramm der Figur 2 dargestellt, in dem kurz nach dem Zeitpunkt t3 der Zündwinkel zw auf einen sehr späten Wert eingestellt ist. Die Zündwinkelwerte vor dem Zeitpunkt t3 sind nicht von Bedeutung und deshalb auch nicht dargestellt.
Selbst wenn nun nach dem Zeitpunkt t3 noch Kraftstoff unerwünschterweise über ein defektes Einspritzventil 9 oder über das Tankentlüftungsventil 17 oder auf sonstige Weise in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 gelangt, so wird dieser Kraftstoff mit dem nach spät verstellten Zündwinkel zw entzündet und verbrannt. Aufgrund des späten Zündwinkels zw wird durch diese Verbrennungen jedoch im wesentlichen kein Moment von der Brennkraftmaschine 1 erzeugt. Dies hat zur Folge, daß insbesondere aufgrund des späten Zündwinkels zw keine Erhöhung der Drehzahl n erfolgt bzw. die Drehzahl n sich wieder verringert. Dies ist in dem dritten Zeitdiagramm nach dem Zeitpunkt t3 dargestellt.
Aufgrund der abfallenden Drehzahl und wiederum insbesondere aufgrund des späten Zündwinkels zw wird von der Brennkraftmaschine 1 auch kein zusätzliches Moment erzeugt, so daß auch kein Moment "nach außen" abgegeben wird. Eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs unterbleibt also. Dies entspricht dem Fahrerwunsch "Null" gemäß dem ersten Zeitdiagramm.
In der Figur 3 ist die Brennkraftmaschine 1 mit der Drosselklappe 11, dem Einspritzventil 9 und der Zündkerze 10 nochmals schematisch dargestellt. Ebenfalls ist ein Block 21 gezeigt, der einen von einem Fahrer über das Fahrpedal vorgebbaren Fahrerwunsch darstellen soll, sowie ein Block 22, der die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 darstellen soll.
Mit einem Block 23 steuert und/oder regelt das Steuergerät 18 die Drosselklappe 11, das Einspritzventil 9 und die Zündkerze 10 auf die anhand der Figur 2 beschriebene Art und Weise.
Ein Block 24 dient der Überwachung der genannten Steuerung und/oder Regelung. Zum Zwecke dieser Überwachung prüft das Steuergerät 18 immer wieder, ob ein Fahrerwunsch vorliegt, der kleiner ist als eine die vorgegebene Schwelle fp1, und ob gleichzeitig eine Drehzahl vorliegt, die größer ist als die vorgegebene Schwelle n1. Ist dies der Fall, so prüft das Steuergerät weiterhin, ob der Zündwinkel danach nach spät verstellt wird. Ist dies der Fall, so liegt kein Fehler vor und die Steuerung und/oder Regelung wird unverändert fortgesetzt. Ist dies jedoch nicht der Fall, wird also der Zündwinkel trotz der Erfüllung der genannten Bedingungen nicht nach spät verschoben, so wird auf einen Fehler geschlossen.
In diesem Fehlerfall wird das Verfahren mit einem Block 25 fortgesetzt, der eine Fehlerroutine enthält. Darin kann der Fahrer auf den Fehler aufmerksam gemacht oder sonstige fehleranzeigende Maßnahmen können getroffen werden. Ebenfalls ist es möglich, das Steuergerät 18 neu zu starten, also einen "Reset" des Steuergeräts 18 durchzuführen. Danach wird die Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine 1 neu begonnen bzw. neu initialisiert, so daß ein gegebenenfalls vorhandener Softwarefehler gegebenenfalls nicht mehr vorhanden ist.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Kraftstoffmasse (mk) in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt in einen Brennraum (4) eingespritzt wird, bei dem die eingespritzte Kraftstoffmasse (mk) von einer Zündkerze (10) bei einem Zündwinkel (zw) entzündet wird, und bei dem die Kraftstoffmasse (mk) und der Zündwinkel (zw) in Abhängigkeit von einem über ein Fahrpedal eingebbaren Fahrerwunsch (fp) und in Abhängigkeit von der Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (1) gesteuert und/oder geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fahrerwunsch (fp), der kleiner ist als eine vorgegebene Schwelle (fp1), und bei einer Drehzahl (n), die größer ist als eine vorgegebene Schwelle (n1), der Zündwinkel (zw) danach nach spät verstellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Fahrerwunsch, (fp) der kleiner als die vorgegebene Schwelle (fp1), und bei der Drehzahl (n), die größer ist als die vorgegebene Schwelle (n1), danach keine Kraftstoffmasse (mk) mehr eingespritzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst keine Kraftstoffmasse (mk) mehr eingespritzt wird, und daß dann der Zündwinkel (zw) nach spät verstellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündwinkel (zw) derart nach spät verstellt wird, daß kein Moment mehr von der Brennkraftmaschine (1) abgegeben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehler erkannt wird (25), wenn bei einem Fahrerwunsch (fp), der kleiner ist als eine vorgegebene Schwelle (fp1), und bei einer Drehzahl (n), die größer ist als eine vorgegebene Schwelle (n1), der Zündwinkel (zw) danach nicht nach spät verstellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffmasse (mk) und des Zündwinkels (zw) neu begonnen wird.
  7. Steuerelelement, insbesondere Read-Only-Memory, für ein Steuergerät (18) 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 6 geeignet ist.
  8. Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Brennraum (4), in den eine Kraftstoffmasse (mk) in einer ersten Betriebsart während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart während einer Ansaugphase direkt einspritzbar ist, mit einer Zündkerze (10), mit der die eingespritzte Kraftstoffmasse (mk) bei einem Zündwinkel (zw) entzündbar ist, und mit einem Steuergerät (18) zur Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffmasse (mk) und des Zündwinkels (zw) in Abhängigkeit von einem über ein Fahrpedal eingebbaren Fahrerwunsch (fp) und in Abhängigkeit von der Drehzahl (n), dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fahrerwunsch (fp), der kleiner ist als eine vorgegebene Schwelle (fp1), und bei einer Drehzahl (n), die größer ist als eine vorgegebene Schwelle (n1), durch das Steuergerät (18) der Zündwinkel (zw) danach nach spät verstellbar ist.
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