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DE10315783A1 - Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung und zugehöriges Steuerverfahren - Google Patents

Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung und zugehöriges Steuerverfahren

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Publication number
DE10315783A1
DE10315783A1 DE10315783A DE10315783A DE10315783A1 DE 10315783 A1 DE10315783 A1 DE 10315783A1 DE 10315783 A DE10315783 A DE 10315783A DE 10315783 A DE10315783 A DE 10315783A DE 10315783 A1 DE10315783 A1 DE 10315783A1
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DE
Germany
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valve
exhaust gas
gas recirculation
recirculation system
combustion engine
Prior art date
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Application number
DE10315783A
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English (en)
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Inventor
Takashi Tsunooka
Yukihiro Sonoda
Yasuyuki Irisawa
Koichi Kitaura
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

In einem Motor (1), bei dem Kraftstoff mittels eines Injektors (43) in eine Brennkammer (13) eingespritzt wird und bei dem eine Zündung und eine Verbrennung mittels einer Zündkerze (17) durchgeführt wird, wird während des Kaltstarts ein variabler Ventiltrieb (2) betrieben, wobei ein Überschneidungsbetrag eines Einlassventils (23) und eines Auslassventils (24) zur Durchführung von EGR-Gasrückführung erhöht wird und der Kraftstoff mit einem Injektor (43) während des Verdichtungstaktes eingespritzt wird.

Description

    Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Funkenzündungs- bzw. einen Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung, der direkt in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoff unter Verwendung einer Zündkerze verbrennt, und insbesondere eine Technologie während des Kaltstarts des Motors.
  • Stand der Technik
  • In letzter Zeit kam es zur Verwendung von Ottomotoren mit Zylinderdirekteinspritzung, mit denen eine magere Verbrennung erzielt werden kann. Ein Beispiel für einen solchen Motor ist eine Technologie, die in der japanischen Offenlegungsschrift 11-324778 offenbart ist, in der angegeben ist, dass zur gleichzeitigen Vermeidung von Ölverdünnung und Raucherzeugung während eines Kaltstarts, ein Einlassventil beim Überschreiten eines bestimmten Kurbelwellenwinkels nach dem Schließen eines Auslassventils geöffnet wird, und der Kraftstoff eingespritzt wird, während beide Ventile geschlossen sind. Durch die Vermeidung einer Überschneidung der Öffnungsperioden von Einlass- und Auslassventil bleibt heißes Verbrennungsgas in einer Brennkammer, und der Kraftstoff wird zur Erleichterung der Zerstäubung direkt in die Brennkammer eingespritzt. Dadurch kann eine Anlagerung von Kraftstoff am Kolbenboden und an einer Zylinderwand und somit sowohl Ölverdünnung als auch Rauchentstehung verhindert werden.
  • Da bei dieser Technologie der Kraftstoff während des Kaltstarts jedoch in einer frühen Phase des Ansaugtakts einspritzt wird, wird zur Durchführung einer homogenen Verbrennung ein dichtes, homogenes Gemisch gebildet, wodurch der Kraftstoffausnutzungsgrad verschlechtert wird.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Die Erfindung hat daher die Aufgabe, einen Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung und ein zugehöriges Steuerverfahren zu schaffen, mit dem eine Verbesserung des Kraftstoffausnutzungsgrads während des Kaltstarts erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung, der in den Zylinder eingespritzten Kraftstoff unter Verwendung einer Zündkerze verbrennt, weist ferner ein Abgasrückführsystem auf, das Verbrennungsgas zur Zirkulation in den Zylinder zurückführt, wobei das Abgasrückführsystem während des Kaltstarts betrieben wird und Kraftstoff während des Verdichtungstaktes in den Zylinder eingespritzt wird.
  • Durch das Abgasrückführ(EGR)-system wird heißes Abgas in den Zylinder zurückgeführt, so dass die Ansaugluft innerhalb des Zylinders erhitzt und dadurch die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs erleichtert wird. Folglich kann sogar während eines Kaltstarts eine Anlagerung von Kraftstoff an einer Wandfläche im Zylinder und folglich eine Ölverdünnung und eine Rauchentwicklung verhindert werden. Darüber hinaus wird durch die Rückführung des Abgases die Verbrennungstemperatur abgesenkt und damit die NOx-Emissionsmenge reduziert. Ausserdem wird auch während eines Kaltstarts der Kraftstoffausnutzungsgrad durch Einspritzen des Kraftstoffs während des Verdichtungstaktes verbessert.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Von Vorteil ist, wenn der Motor weiter eine Einrichtung zur Erfassung eines Einlasskanalunterdrucks aufweist, und wenn das Abgasrückführsystem dann betrieben wird, wenn der erfasste Einlasskanalunterdruck gleich oder größer einem bestimmten Niveau ist. Der Grund dafür ist, dass eine EGR-Gasrückführung bei einem kleinen Einlasskanalunterdruck nur schwer durchführbar ist und in diesem Fall besser vermieden werden sollte.
  • Vorzugsweise ist dieses Abgasrückführsystem ein variabler Ventiltrieb, der einen Ventilüberschneidungsbetrag des Einlass- und Auslassventils einstellt. Eine Erhöhung des Ventilüberschneidungsbetrags erleichtert es dem Abgas im Auslasskanal, wieder zurück in den Zylinder zu strömen, nachdem es in den Einlasskanal zurückgeströmt ist.
  • Im Vergleich zu anderen Fällen sollte eine variable Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung während des Kaltstarts vorzugsweise erhöht werden. In anderen Fällen, das heißt während einer Ansaugtakteinspritzung, tritt bei einer plötzlichen Erhöhung des EGR-Gasmenge eine ungleichmäßige EGR-Gasverteilung auf, so dass sich kein homogenes Gemisch mehr bilden kann, was letztlich eine instabile Verbrennung zur Folge haben kann. Im Gegensatz dazu ist bei einer Verdichtungstakteinspritzung ein homogenes Gemisch nur in einem Bereich um die Zündkerze erforderlich. Deshalb kann eine stabile Verbrennung auch dann durchgeführt werden, wenn eine ungleichmäßige EGR-Gasverteilung aufgrund einer plötzlichen Erhöhung des Ventilüberschneidungsbetrags verursacht wird.
  • Der variable Ventiltrieb kann ein Mechanismus sein, der, falls entweder das Enlassventil oder das Auslassventil offen ist, den Hubtakt des jeweils anderen Ventils ändert. Ein derartige Änderung des Hubtaktes kann beispielsweise durch einen dreidimensionalen Nocken erreicht werden, wodurch die EGR-Gasrückführmenge ohne Veränderung der grundlegenden Steuerzeiten von Einlass und Auslass gesteuert werden kann.
  • Ferner kann während des Kaltstarts der Zündzeitpunkt der Zündkerze auf einen Zeitpunkt nach dem Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben verzögert werden. Durch eine Verzögerung des Zündzeitpunkts, wird der Betrag der Sekundärverbrennung (Verbrennung während des Arbeitstaktes) zur Anhebung der Abgastemperatur erhöht, wodurch das Aufwärmverhalten eines Katalysators zur Vermeidung einer Abgasverschlechterung verbessert wird.
  • Vorzugweise wird der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert, dass die EGR-Gasmenge bei Erhöhung des Grads des Zündverzögerungswinkels gesteigert wird. Durch die Verzögerung des Zündzeitpunkts wird der Innenraum der Brennkammer durch den eingespritzten Kraftstoff gekühlt, und die Menge des an der Zylinderwand oder dergleichen angelagerten Kraftstoffs erhöht sich, was zu einer instabilen Verbrennung führen kann. Deshalb wird durch eine Steigerung der EGR-Gasmenge zur Erleichterung der Kraftstoffzerstäubung und Erhöhung der Zylinderinnentemperatur die Verbrennung stabilisiert und die Entstehung von schwarzem Rauch und dergleichen verhindert.
  • In einem Bereich, in dem der Grad des Zündverzögerungswinkels groß ist und in dem eine instabile Verbrennung zu erwarten ist, wird das Abgasrückführsystem vorzugsweise weiter so gesteuert, dass die EGR-Gasmenge mit ansteigendem Grad des Zündverzögerungswinkels abnimmt. Wird der Grad des Zündverzögerungswinkels noch weiter vergrößert, verkürzt sich die Verbrennungszeit soweit, dass die Verbrennung instabil werden kann. In diesem Fall wird die EGR- Gasmenge zur Stabilisierung der Verbrennung verringert, wodurch sich die Kraftstoffkonzentration erhöht und eine ausreichende Verbrennungszeit gewährleistet wird.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau eines erfindungsgemäßen Ottoverbrennungsmotors mit Zylinderdirekteinspritzung zeigt;
  • Fig. 2 ist ein Diagramm, das Einzelheiten des Betriebs des variablen Ventiltriebs aus Fig. 1 zeigt;
  • Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Steuerungsbetrieb während des Starts eines Motors gemäß Fig. 1 zeigt;
  • Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das Details eines Verfahrens zur Bestimmung, ob eine Verdichtungstakteinspritzung möglich ist oder nicht, die im Verlauf des in Fig. 3 gezeigten Verfahrens durchgeführt wird, zeigt;
  • Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Einstellsteuerung der Ventilsteuerzeiten darstellt, die im Verlauf des in Fig. 3 gezeigten Verfahrens durchgeführt wird;
  • Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen zweiten Steuerungsbetrieb während des Starts des Motors gemäß Fig. 1 darstellt;
  • Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Schwankung der Ansaugluftmenge in Abhängigkeit des Ventilüberschneidungsbetrags zeigt;
  • Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Schwankung der internen EGR-Gasmenge in Abhängigkeit vom Ventilüberschneidungsbetrag darstellt;
  • Fig. 9 ist ein Diagramm, das den in Abhängigkeit vom Grad des Zündverzögerungswinkels eingestellten Ventilüberschneidungsbetrag darstellt;
  • Fig. 10 ist eine Zeichnung, die eine Nockenkopfform eines Auslassnockens darstellt; und
  • Fig. 11 ist eine Zeichnung, die Einzelheiten des Betriebsprinzips eines variablen Ventiltriebs zeigt, bei dem der in Fig. 10 dargestellte Nocken verwendet wird.
    • Ausführliche Beschreibung der vorteilhaften Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend werden die Einzelheiten vorteilhafter, erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Um das Verständnis der Beschreibungen zu erleichtern, werden in jeder Zeichnung soweit als möglich denselben Aufbauelementen dieselben Bezugszeichen zugeordnet, und doppelte Beschreibungen werden vermieden.
  • Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau des erfindungsgemäßen Funkenzündungsmotors bzw. Ottoverbrennungsmotors mit Zylinderdirekteinspritzung darstellt. Der Verbrennungsmotor 1 ist ein Ottomotor der Bauart, bei der mittels eines Hochdruckinjektors 43 Benzin oder Kraftstoff direkt in eine Brennkammer 13 eingespritzt wird, und bei dem die Zündung und die Verbrennung mit einer Zündkerze 17 durchführt wird.
  • Ein Kolbenkopf 11 ist in einem Zylinder 10 des Motors so angeordnet, dass eine gegenläufige Bewegung in Längsrichtung in der Zeichnung möglich ist. Der Kolbenkopf 11 ist durch eine Pleuelstange 12 mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) verbunden, und wandelt eine gegenläufige Bewegung in eine Drehbewegung um. Im Kolbenboden des Kolbenkopfs 11 ist eine Mulde 11A ausgebildet. Der Raum zwischen dem Kolbenboden des Kolbenkopfs 11 und dem Zylinderkopf 14 bildet die Brennkammer 13.
  • Der Injektor 43, ein Einlassventil 23, ein Auslassventil 24, und die Zündkerze 17 sind an der Grenze des Zylinderkopfs 14 zur Brennkammer 13 angeordnet. Von diesen Komponenten ist der Injektor 43 so ausgerichtet, dass der Kraftstoff in Richtung auf die Mulde 11A im Kolbenkopf 11 eingespritzt werden kann. Ferner ist die Zündkerze 17 zwischen dem Einlassventil 23 und dem Auslassventil 24 in der Nähe eines dem Injektor 43 gegenüberliegenden Randbereichs der Mulde 11A angeordnet. Das Einlassventil 23 ist zwischen der Brennkammer 13 und dem Einlasskanal 15 angeordnet, wogegen das Auslassventil 24 zwischen der Brennkammer 13 und dem Auslasskanal 16 angeordnet ist. Beide Ventile 23 und 24 werden jeweils durch Nocken 21 und 22 betätigt. Ein variabler Ventiltrieb 2 hat die Aufgabe, die Öffnungs- und Schließphasen des Einlassventils 23 und des Auslassventils 24 zu variieren.
  • Der Injektor 43 ist mit einem Kraftstofftank 40 verbunden, und wird mit Kraftstoff versorgt, der von einer Pumpe 41 unter Druck gesetzt ist. An dieser Kraftstoffleitung ist ein Kraftstoffdrucksensor 42 zur Erfassung des Kraftstoffdrucks vorgesehen.
  • Der Betrieb des Innenverbrennungsmotors 1 wird durch eine Motor-ECU 3 gesteuert. Die Ausgangssignale eines Wassertemperatursensors 5, der eine Kühlmitteltemperatur misst, eines Kurbelwinkelsensors 6, der einen Kurbelwinkel misst, eines Unterdrucksensors 8, der einen Unterdruck im Einlasskanal 15 stromabwärts einer Drosselklappe 7 erfasst, des Kraftstoffdrucksensors 42 und dergleichen gehen in die Motor-ECU 3 ein. Die Motor- ECU 3 steuert den Betrieb des variablen Ventiltriebs 2, der Zündkerze 17 und des Injektors 43.
  • Fig. 2 ist eine Zeichnung, die Details des Betriebs des variablen Ventiltriebs 2 zeigt. Durch Einstellung einer Drehphase der Nocken 21 und 22 bezüglich ihrer jeweiligen Nockenwellen, wird eine Öffnungs- (Ventilhub)steuerzeit sowohl des Einlassventils 23 als auch das Auslassventils 24 eingestellt, wodurch die Dauer der Ventilüberschneidung, während der sowohl das Einlassventil 23 als auch das Auslassventil 24 offen sind, eingestellt werden kann. Nachfolgend wird eine Einstellung zum Verstellen der Öffnungszeiten der Ventile 23 und 24 in Richtung "früh" (gleichbedeutend mit einer Verschiebung der Ventilerhebungskurve nach links in der Zeichnung) als Einstellung auf die Frühwinkelseite bezeichnet, wogegen eine Einstellung zum Verstellen der Öffnungzeiten der Ventile in Richtung "spät" (gleichbedeutend mit einer Verschiebung der Ventilerhebungskurve nach rechts in der Zeichnung) als Einstellung auf die Spätwinkelseite bezeichnet wird. Der Ventilüberschneidungsbetrag kann durch Einstellen des Einlassventils 23 auf die Frühwinkelseite, durch Einstellen des Auslassventils 24 auf die Spätwinkelseite oder durch Ausführung beider Einstellungen erhöht werden. Das heißt, es kann genügend sein, wenn wenigstens die Ventilsteuerzeit des Einlassventils 23 oder des Auslassventils 24 einstellbar ist.
  • Als nächstes wird der Betrieb während des Starts des Motors 1 erläutert. Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Steuerungsbetrieb während des Starts des Motors 1 zeigt. Diese Steuerung wird, wenn nicht anders angegeben, durch die Motor-ECU 3 durchgeführt, und wird in einem bestimmten Zeittakt vom Start bis zum Stillstand des Motors 1 wiederholt.
  • In Schritt S1 wird eine Entscheidung getroffen, ob sich der Motor 1 in einer Startphase befindet oder nicht. Die Startphase bezieht sich dabei nicht nur auf den Zeitpunkt, an dem der Motor gestartet wird, sondern umfasst einen ganzen Zeitraum vom Start bis zum vollständigen Erwärmen des Motors 1 nach einigen Minuten. Wenn in Schritt S1 die Entscheidung getroffen wurde, dass sich der Motor 1 in einer Startphase befindet, fährt der Prozess mit Schritt S2 fort, in dem bestimmt wird, ob die vorherrschenden Betriebsbedingungen eine Verdichtungstakteinspritzung erlauben. Ein detailliertes Ablaufdiagramm dieses Bestimmungsverfahrens ist in Fig. 4 dargestellt. Zuerst werden in Schritt S21 ein Einlasskanalunterdruck Pi und ein Kraftstoffdruck Pf durch Einlesen der Ausgangssignale des Unterdrucksensors 8 und des Kraftstoffdrucksensors 42 erfasst. Im nächsten Schritt S22 wird der Einlasskanalunterdruck Pi mit einem Grenzwert α verglichen. Wenn der Einlasskanalunterdruck Pi größer ist als der Grenzwert α, fährt der Prozess mit Schritt S23 fort, in dem der Kraftstoffdruck Pf mit einem Grenzwert β verglichen wird. Wenn der Kraftstoffdruck Pf größer ist als der Grenzwert β, fährt der Prozess mit Schritt S24 fort. In der Annahme, dass der Kraftstoffdruck Pf erreicht wurde, bei dem eine Verdichtungstakteinspritzung wirksam ausgeführt werden kann, und ein Einlasskanalunterdruck Pi erreicht wurde, bei dem ein ausreichender EGR-Effekt erzielt werden kann, wird in Schritt S24 entschieden, dass eine Verdichtungstakteinspritzung möglich ist, woraufhin der Prozess beendet wird.
  • Wird in Schritt S22 andererseits entschieden, dass der Einlasskanalunterdruck Pi gleich oder kleiner ist als der Grenzwert α, wird die Einführung von EGR-Gas unterbunden, so dass die Temperatur in der Brennkammer 13niedriger ist und die Zerstäubung des Kraftstoffs erschwert wird. Folglich kann neben der Anlagerung von Kraftstoff an der Wand des Zylinders 10 keine stabile Schichtverbrennung durchgeführt werden. Deshalb fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem entschieden wird, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht möglich ist. Wird in Schritt S23 entschieden, dass der Kraftstoffdruck Pf gleich oder kleiner ist als der Grenzwert β, ist ferner der Kraftstoffdruck unzureichend, so dass das im Verdichtungstakt benötigte Kraftstoffeinspritzvolumen nicht gewährleistet werden kann, was im schlimmsten Fall zu einer Fehlzündung führen kann. Deshalb fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem entschieden wird, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht möglich ist.
  • Wenn als Ergebnis dieses Prozesses entschieden wird, dass eine Verdichtungstakteinspritzung möglich ist, fährt der Prozess mit Schritt S3 des Hauptprozesses in Fig. 3 fort, und der Einspritzzeitpunkt wird auf den Verdichtungstakt eingestellt. Anschließend wird in Schritt S4 ein VVT-Zielwert so eingestellt, dass die Ventilüberschneidung groß wird, woraufhin der Prozess beendet wird. Dementsprechend stellt der variable Ventiltrieb 2 die Phasen der Nocken 21 und 22 so ein, dass die Ventilsteuerzeiten des Einlassventils 23 und des Auslassventils 24 den Zielwert erreichen, wodurch der Ventilüberschneidungsbetrag vergrößert wird, und der Injektor 43 spritzt den Kraftstoff während des Verdichtungstaktes ein. Durch die Vergrößerung des Ventilüberschneidungsbetrags kann ein interner EGR-Effekt erreicht werden, bei dem ein einmal in den Auslasskanal 16 ausgestossenes Verbrennungsgas während des Ansaugtaktes wieder in die Brennkammer 13 zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird die Rückströmmenge an EGR-Gas erhöht, wodurch das gegenwärtige Verdichtungsverhältnis gesteigert wird, die Temperatur in der Brennkammer 13 durch das heiße Verbrennungsgas schnell angehoben, wodurch die Kraftstoffzerstäubung erleichtert und eine Anlagerung des Kraftstoffs an der Innenwand der Brennkammer 13 und dergleichen verhindert wird, und die Verbrennungsstabilität durch eine Ladungsschichtung verbessert, wodurch ein Ausstoß von schwarzem Rauch verhindert wird. Folglich wird das Emissionsverhalten verbessert. Ausserdem wird eine Schichtverbrennung mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis von ungefähr 15 bis 16, was etwas magerer ist als das theoretische Luft/Kraftstoffverhältnis, möglich, wodurch der Kraftstoffausnutzungsgrad und das Emissionsverhalten verbessert werden können.
  • Wird in Schritt S2 andererseits entschieden, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht möglich ist, fährt der Prozess mit Schritt S5 fort, bei dem der Einspritzzeitpunkt auf den Ansaugtakt eingestellt wird; dann wird der VVT-Zielwert in Schritt S6 so eingestellt, dass der Ventilüberschneidungsbetrag klein wird. In diesem Fall entsprechen die Betriebsbedingungen nicht den Anforderungen, um eine Verdichtungstakteinspritzung wirksam durchführen zu können, weshalb eine Ansaugtakteinspritzung durchgeführt wird. Da jedoch die Verbrennungsgeschwindigkeit bei einer Ansaugtakteinspritzung klein ist und eine Vergrößerung des Ventilüberschneidungsbetrags bei einer Ansaugtakteinspritzung während des Starts eine ungleichmäßige EGR-Gasverteilung innerhalb der Brennkammer 13 verursacht, was eine homogene Gemischbildung verhindert, kann die Verbrennung instabil werden. Deshalb wird durch eine Reduzierung des Ventilüberschneidungsbetrags und eine Unterdrückung des EGR-Gasrückströmung eine stabile Verbrennung durchgeführt, wodurch eine Verschlechterung des Abgasverhaltens verhindert wird.
  • Wenn in Schritt S1 entschieden wird, dass sich der Motor 1 nicht in der Startphase befindet, fährt der Prozess mit Schritt S7 fort, in dem der Einspritzzeitpunkt und der VVT-Zielwert entsprechend der Motorlast und der Motordrehzahl eingestellt wird. Beispielsweise wird der Kraftstoff bei niedriger Drehzahl und niederer Last während des Verdichtungstakts eingespritzt und die stabile Verbrennung durchgeführt, um den Kraftstoffausnutzungsgrad und das Abgasverhalten zu verbessern. Bei hoher Motordrehzahl und hoher Last wird der Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt, sodass ein homogenes Gemisch gebildet und eine Homogenverbrennung durchgeführt wird, um eine hohe Ausgangsleistung zu gewährleisten.
  • Bei der Einstellung der Ventilsteuerzeiten des Einlassventils 23 und des Auslassventils 24 durch den variablen Ventiltrieb 2, sollte vorzugsweise folgende Steuerung durchgeführt werden. Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine solche Einstellsteuerung zeigt, wobei die Steuerung im Verlauf des Steuerprozesses Fig. 3 ausgeführt wird.
  • Zuerst wird in Schritt S31 eine Entscheidung darüber getroffen, ob sich der Motor 1 in der Startphase befindet. Wird in Schritt S31 entschieden, dass sich der Motor in einer Startphase befindet, fährt der Prozess mit Schritt S32 fort, in dem beurteilt wird, ob die Verdichtungstakteinspritzung eingestellt ist. Wird entschieden, dass die Verdichtungstakteinspritzung eingestellt ist, fährt der Prozess mit Schritt S33 fort, in dem eine hohe Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung eingestellt wird; in dem darauffolgenden Schritt S34 wird ein aktueller Steuerungsbetrag des variablen Ventiltriebs 2 berechnet, so dass die eingestellte Änderungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Gemäß diesem Prozess wird bei einer Verdichtungstakteinspritzung der Ventilüberschneidungsbetrag umgehend auf den Zielwert gestellt und die interne EGR-Gasmenge gesteigert, um die Zylinderinnentemperatur zu erhöhen und die Kraftstoffzerstäubung zu erleichtern, wodurch eine stabile Verbrennung ermöglicht wird.
  • Wird in Schritt 31 andererseits entschieden, dass sich der Motor 1 nicht in einer Startphase befindet, oder wird in Schritt S32 entschieden, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht eingestellt ist, was bedeutet, dass die Ansaugtakteinspritzung eingestellt ist, fährt der Prozess mit Schritt S35 fort, in dem eine niedrige Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung eingestellt wird, und der gegenwärtige Steuerungsbetrag des variablen Ventiltriebs 2 wird in dem darauffolgenden Schritt S34 berechnet, so dass die eingestellte Änderungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. In diesem Prozess wird bei einer Ansaugtakteinspritzung insbesondere eine plötzliche Änderung des Ventilüberschneidungsbetrags und dadurch eine plötzliche Änderung der internen EGR-Gaszufuhr vermieden. Folglich wird eine plötzliche Änderung der Verbrennungsbedingungen und damit eine instabile Verbrennung verhindert.
  • Nachfolgend werden einige andere Ausführungsbeispiele des Betriebs während des Starts des Motors 1 näher erläutert. Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen zweiten Steuerungsbetrieb während des Starts des Motors 1darstellt. Diese Steuerung wird, wenn nicht anders beschrieben, auch von der Motor-ECU 3 durchgeführt und vom Start bis zum Stillstand des Motors 1 in einem bestimmten Zeittakt wiederholt.
  • Die Inhalte der Verzweigung, bei der nach Schritt S2 mit den Schritten S2 oder S7 fortgefahren wird, und der Verzweigung, bei der nach Schritt S2 mit den Schritten S3 oder S5 fortgefahren wird, sind mit denen des in Fig. 3 dargestellten ersten Steuerungsbetriebs identisch, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Nachdem der Einspritzzeitpunkt in Schritt S3 auf den Verdichtungstakt eingestellt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S51 fort, in dem der Grad des Zündverzögerungswinkels eingestellt wird. Der Grad des Zündverzögerungswinkels kann mit Bezug auf ein Kennfeld eingestellt werden, das in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors 1, wie die durch den Kühlmitteltemperatursensor 5 gemessene Kühlmitteltemperatur und dem durch den Unterdrucksensor 8 gemessenen Unterdruck im Einlasskanal 15, vorbereitet wurde. Auf dieser Grundlage wird ein Spätverstellungs- bzw. Verzögerungsprozess ausgeführt, bei dem der Zündzeitpunkt der Zündkerze 17 auf einen Zeitpunkt nach dem Erreichen des TDC (oberer Totpunkt) (nachstehend einfach als "nach TDC" bezeichnet) durch den Kolbenkopf 11 beim Übergang vom Verdichtungstakt zum Arbeitstakt eingestellt wird.
  • Im nächsten Schritt S52 wird der VVT-Zielwert eingestellt. Der VVT-Zielwert wird beispielsweise auf einen Überschneidungsbetrag eingestellt, bei dem eine Ansaugluftmenge oder eine interne EGR-Gasmenge entsprechend der Motordrehzahl maximal wird. Fig. 7 und 8 sind Diagramme die die Schwankungen der Ansaugluftmenge und der internen EGR-Gasmenge in Abhängigkeit vom Ventilüberschneidungsbetrag darstellen. Wie in Fig. 7 dargestellt, gibt es bei konstanter Motordrehzahl einen Ventilüberschneidungsbetrag, bei dem die Ansaugluftmenge maximal wird. Wenn dieser Wert für den Ventilüberschneidungsbetrag eingestellt ist, wird der Lade- bzw. Füllungswirkungsgrad maximiert. Ferner wird der Anteil der Sekundärverbrennung (Verbrennung während des Arbeitstakts) durch eine Spätverstellung bzw. Verzögerung der Zündung erhöht und die Abgastemperatur zur schnelleren Aktivierung eines Katalysators gesteigert. Folglich kann ein Ausstoß von unverbrannten HCs unterbunden werden. Wie in Fig. 8 dargestellt, existiert hinsichtlich der internen EGR-Gasmenge ein Ventilüberschneidungsbetrag, bei dem die interne EGR- Gasmenge bei konstanter Motordrehzahl maximal wird. Dabei können sich der Ventilüberschneidungsbetrag mit maximaler Ansaugluftmenge und der Ventilüberschneidungsbetrag mit maximaler EGR-Gasmenge gegenseitig überschneiden, nehmen aber normalerweise unterschiedliche Werte an. Wenn der Ventilüberschneidungsbetrag für die maximale EGR-Gasmenge gewählt ist, wird der Effekt der erleichterten Kraftstoffzerstäubung und der frühen Zylinderinnenerwärmung maximiert. Dadurch bleibt die Stabilität der Verbrennung erhalten, und gleichzeitig wird der Verminderungseffekt des Ausstosses von schwarzem Rauch maximiert.
  • Wenn in Schritt S5 der Einspritzzeitpunkt während des Starts jedoch auf den Ansaugtakt eingestellt ist, fährt der Prozess mit Schritt S53 fort, in dem der Zündzeitpunkt auf die Frühwinkelseite eingestellt wird. In Schritt S54 wird, wie in Schritt S6 in Fig. 3, der VVT-Zielwert dann auf einen kleinen Überschneidungsbetrag eingestellt. Dabei verläuft die Steuerung wie im ersten Steuerungsbetrieb. Dasselbe gilt auch für die Steuerung ausserhalb des Starts.
  • Hier wurde zur Erläuterung ein Beispiel für den Fall herangezogen, bei dem der VVT-Zielwert basierend auf der gegenwärtigen Motordrehzahl auf den Ventilüberschneidungsbetrag eingestellt wird, bei dem die Ansaugluftmenge oder die EGR-Gasmenge maximal werden. Der VVT-Zielwert kann jedoch auch auf der Grundlage des Grades des Zündverzögerungswinkels eingestellt werden. Wie in Fig. 9 dargestellt, wird dabei der Ventilüberschneidungsbetrag maximal, wenn der Grad des Zündverzögerungswinkels ΔI einen bestimmten Wert ΔIth annimmt. Wenn der Grad des Zündverzögerungswinkels ΔI kleiner ist als der bestimmte Wert ΔIth, kann der Ventilüberschneidungsbetrag bei ansteigendem Grad des Zündverzögerungswinkels vergrößert werden, wogegen wenn der Grad des Zündverzögerungswinkels ΔI größer ist als der bestimmte Wert ΔIth, der Ventilüberschneidungsbetrag bei steigendem Grad des Zündverzögerungswinkels verkleinert werden kann. Je größer der Grad des Zündverzögerungswinkels, desto eher tritt eine Anlagerung von Kraftstoff an der Innenwand des Zylinders 10 auf. Deshalb wird in einem Bereich, in dem der Grad des Zündverzögerungswinkels verhältnismäßig klein ist, durch eine Erhöhung des Ventilüberschneidungsbetrags mit steigendem Grad des Zündverzögerungswinkels die interne EGR-Gasmenge und die Zylinderinnentemperatur bei der Kraftstoffeinspritzung gesteigert, wodurch die Kraftstoffzerstäubung erleichtert wird. Folglich wird eine Anlagerung des Kraftstoffs an der Innenwand des Zylinders 10 verhindert, die Stabilität der Verbrennung bleibt erhalten und gleichzeitig wird die Erzeugung von schwarzem Rauch unterbunden. Andererseits neigt die Verbrennung mit ansteigendem Grad des Zündverzögerungswinkels dazu, instabil zu werden. In einem Bereich, in dem die Verbrennung instabil ist, wird die interne EGR-Gasmenge zur Verbesserung der Verbrennungsstabilität reduziert.
  • Der Wert ΔIth ist ein auf experimentellen Daten oder dergleichen basierender Grenzwert und kann in der Motor- ECU 3 gespeichert werden. Ferner kann er während des Betriebs abhängig von den Verbrennungsbedingungen (wie dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases oder einer Motordrehzahländerung) eingestellt werden.
  • In den vorhergehenden Beschreibungen wird, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Beispiel für eine Änderung der Ventilüberschneidung durch Verschiebung der Ventilerhebungskurve auf die Frühwinkelseite und die Spätwinkelseite ohne Änderung der Kurvenform erläutert. Wie Fig. 10 zeigt, kann jedoch der Nocken 22 zum Öffnen und Schließen des Auslassventils 24 beispielsweise so geformt sein, dass er in axialer Richtung eine unterschiedliche Form aufweist, und zwar so, dass der Nocken 22 in einer Querschnittsebene nur einen Nockenkopf 22a und in einer anderen Querschnittsebene zwei Nockenköpfe 22a und 22b besitzt, so dass das Auslassventil 24, wie in Fig. 11 dargestellt, wieder geöffnet wird, während das Einlassventil 23 offen ist. Bei Verwendung dieser Art von Ventiltrieb wird die Ventilüberschneidung erhöht, um internes EGR durchzuführen. Der Nocken 21 zum Öffnen und Schließen des Einlassventils 23 kann so geformt sein, dass er zwei Nockenköpfe besitzt, und zwar so, dass das Einlassventil 23 auch dann geöffnet wird, während das Auslassventil 24 offen ist. Mit dieser Konstruktion kann der Ventilüberschneidungsbetrag durch Verschieben der Nocken 21 oder 22 in axialer Richtung der Nockenwelle geändert werden, was einen einfachen Aufbau und eine weitere Verbesserung der Zuverlässigkeit des Ventiltriebs 2 ermöglicht.
  • Selbstverständlich kann anstatt der Steuerung des Ventilüberschneidungsbetrags auch ein Rückführsystem vorgesehen sein, das verbranntes Gas vom Abgaskanal 16 direkt in den Einlasskanal 15 zurückführt.
  • Wie oben beschrieben und gemäß den Ausführungsbeispielen wird die Kraftstoffzerstäubung erleichtert und die Zylinderinnenseite während des Kaltstarts schnell erwärmt, indem der Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird und EGR-Gas eingeführt wird. Folglich wird die Verbrennung stabilisiert, der Ausstoß von schwarzem Rauch und eine Verschlechterung des Emissionsverhaltens verhindert und der Kraftstoffausnutzungsgrad verbessert.
  • Darüber hinaus wird durch die Verzögerung des Zündzeitpunkts auf nach TDC eine frühe Aktivierung des Katalysators erreicht und das Aufwärmverhalten verbessert, wodurch eine Verschlechterung des Abgasverhaltens verhindert werden kann.

Claims (16)

1. Ottoverbrennungsmotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung mit einem Abgasrückführsystem zur Rückführung und Zirkulation eines Verbrennungsgases im Zylinder (10), dadurch gekennzeichnet, dass:
während eines Kaltstarts das Abgasrückführsystem betrieben wird und der Kraftstoff dem Zylinder (10) während eines Verdichtungstaktes zugeführt wird.
2. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, mit einer Einrichtung (3, 8) zur Bestimmung eines Einlasskanalunterdrucks, wobei das Abgasrückführsystem dann betrieben wird, wenn ein bestimmter Einlasskanalunterdruck gleich oder größer ist als ein bestimmtes Niveau.
3. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Abgasrückführsystem ein variabler Ventiltrieb (2) ist, der einen Ventilüberschneidungsbetrag eines Einlassventils (23) und eines Auslassventils (24) einstellt.
4. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 3, wobei während des Kaltstarts eine variable Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung im Vergleich zu anderen Fällen erhöht wird.
5. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei wenn entweder das Einlassventil (23) oder das Auslassventil (24) offen ist, der variable Ventiltrieb (2) den Hubtakt des jeweils anderen Ventils ändert.
6. Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei während des Kaltstarts der Zündzeitpunkt einer Zündkerze (17) bis zu einem Zeitpunkt nach dem Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben verzögert wird.
7. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, wobei der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass eine Menge an rückgeführtem Gas gesteigert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.
8. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7, wobei in einem Bereich, in dem der Grad der Zündzeitpunktverzögerung groß ist und eine instabile Verbrennung zu erwarten ist, der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass die Menge an rückgeführtem Gas verringert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.
9. Steuerverfahren für einen Ottoverbrennungsmotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung mit einem Abgasrückführsystem zur Rückführung und Zirkulation eines Verbrennungsgases im Zylinder (10), dadurch gekennzeichnet, dass
während eines Kaltstarts das Abgasrückführsystem betrieben und der Kraftstoff dem Zylinder (10) während eines Verdichtungstaktes zugeführt wird.
10. Steuerverfahren gemäß Anspruch 9 mit dem Schritt der Bestimmung eines Einlasskanalunterdrucks, wobei das Abgasrückführsystem dann betrieben wird, wenn ein bestimmter Einlasskanalunterdruck gleich oder größer ist als ein bestimmtes Niveau.
11. Steuerverfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Abgasrückführsystem ein variabler Ventiltrieb (2) ist, der einen Ventilüberschneidungsbetrag eines Einlassventils (23) und eines Auslassventils (24) einstellt.
12. Steuerverfahren gemäß Anspruch 11, wobei während des Kaltstarts eine variable Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung im Vergleich zu anderen Fällen erhöht wird.
13. Steuerverfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei wenn entweder das Einlassventil (23) oder das Auslassventil (24) offen ist, der variable Ventiltrieb (2) den Hubtakt des jeweils anderen Ventils ändert.
14. Steuerverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei während des Kaltstarts ein Zündzeitpunkt einer Zündkerze (17) bis auf einen Zeitpunkt nach dem Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben verzögert wird.
15. Steuerverfahren gemäß Anspruch 14, wobei ein Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass die Menge an rückgeführtem Gas gesteigert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.
16. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 15, wobei in einem Bereich, in dem der Grad der Zündzeitpunktverzögerung groß ist und eine instabile Verbrennung zu erwarten ist, der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass die Menge an rückgeführtem Gas verringert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061236A1 (de) 2008-12-09 2010-06-10 Man Diesel Se Verfahren und Ventilnocke zur Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors
DE102017208857A1 (de) * 2017-05-24 2018-12-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Kraftfahrzeug

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2877048A1 (fr) * 2004-10-25 2006-04-28 Renault Sas Procede de commande d'un moteur a combustion interne de vehicule
FR2887589B1 (fr) * 2005-06-27 2007-09-14 Renault Sas Procede de controle d'un moteur a injection directe lors du demarrage a froid et moteur correspondant
JP4926917B2 (ja) * 2007-11-12 2012-05-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン制御装置
JP5029627B2 (ja) * 2009-02-10 2012-09-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN103370519A (zh) * 2011-03-23 2013-10-23 丰田自动车株式会社 内燃机的燃料喷射控制装置
KR102730518B1 (ko) * 2019-04-11 2024-11-13 현대자동차주식회사 엔진과 그 제어방법
CN114508439B (zh) * 2020-11-16 2023-06-23 天津大学 一种适用废气涡轮增压发动机冷起动过程的控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5398502A (en) * 1992-05-27 1995-03-21 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha System for controlling a valve mechanism for an internal combustion engine
DE69433853T2 (de) * 1993-12-28 2005-07-14 Hitachi, Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP3414303B2 (ja) * 1998-03-17 2003-06-09 日産自動車株式会社 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
JP3521790B2 (ja) * 1998-03-25 2004-04-19 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
JP3525737B2 (ja) 1998-05-06 2004-05-10 日産自動車株式会社 筒内噴射ガソリンエンジン
JP3325230B2 (ja) * 1998-08-03 2002-09-17 マツダ株式会社 筒内噴射式エンジンの触媒暖機方法及び同装置
DE10052344A1 (de) * 2000-10-21 2002-05-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061236A1 (de) 2008-12-09 2010-06-10 Man Diesel Se Verfahren und Ventilnocke zur Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors
DE102017208857A1 (de) * 2017-05-24 2018-12-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Kraftfahrzeug

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