JP4071952B2

JP4071952B2 - Method for starting an internal combustion engine and computer program for a control device of an internal combustion engine

Info

Publication number: JP4071952B2
Application number: JP2001320566A
Authority: JP
Inventors: ヨースクラウス; フレンツトーマス; グラスゲルト; ボーフムハンスイェルク
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-10-21
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: EP1199459A2; DE10052344A1; EP1199459B1; JP2002180891A; ES2304365T3; EP1199459A3; DE50114020D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料に圧力を作用させ、燃料を成層動作で圧縮フェーズ中に又は燃料を均質動作で吸入フェーズ中に直接燃焼室に噴射する、とりわけ自動車の内燃機関をスタートさせるための方法に関する。本発明は、同様に、内燃機関のスタートの際に圧力が燃料に作用し、この燃料は成層動作において圧縮フェーズ中に又は燃料は均質動作において吸入フェーズ中に直接燃焼室に噴射可能である、制御機器を有するとりわけ自動車の内燃機関に関する。さらに、本発明は、内燃機関のスタートの際に圧力が燃料に作用し、この燃料は成層動作において圧縮フェーズ中に又はこの燃料は均質動作において吸入フェーズ中に直接燃焼室に噴射可能である、とりわけ自動車の内燃機関の制御機器に関する。ならびに、本発明は、とりわけ自動車の内燃機関の制御機器のためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような方法、このような内燃機関、このような制御機器ならびにこのようなコンピュータプログラムは例えばいわゆるガソリン直接噴射について公知である。その場合、燃料は噴射弁を介して吸入フェーズ中に又は圧縮フェーズ中に直接燃焼室に噴射され、そこで燃焼される。噴射のために、前置された燃料蓄圧器において燃料には圧力が加えられる。これは、燃料に作用してこの燃料を噴射弁を介して燃焼室に噴射するための圧力である。
【０００３】
内燃機関のスタートの際にとりわけホットランニング状態ではない内燃機関において増大された燃料量が燃焼室に噴射されなければならない。この結果、燃料蓄圧器における圧力が基本的に低下してしまう。この圧力変動は、さらに、内燃機関のスタート時には燃料蓄圧器における圧力が場合によってはまだ十分に存在せず、迅速には形成されず、維持され得ないことによっても強められる。
【０００４】
成層動作における内燃機関の動作においては、燃料に作用する所定の圧力が必要である。これは、成層動作中に燃料が燃焼室に噴射される圧縮フェーズにおいてこの燃焼室において圧縮圧力が大幅に上昇することから生じる。この圧縮圧力が噴射中に燃料に作用する圧力よりも大きくなる場合には、これは噴射すべき燃料が蓄圧器に逆流するという望ましくない結果をもたらす。
【０００５】
内燃機関のスタート時の上記の圧力変動のために、このような逆流はまさにスタート過程においてとりわけ迅速に生じ得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、燃料の蓄圧器への逆流を確実に回避する、内燃機関をスタートさせるための方法、コンピュータプログラム、制御機器及び内燃機関を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、冒頭に挙げた方法において、噴射の終了時に又は噴射の後で前記燃料に作用する圧力をもとめ、この圧力に依存して前記成層動作を排除するか又は許可し、噴射の前に又は噴射の開始時に燃料に作用する圧力を圧力センサによって測定し、燃料蓄圧器が設けられ、噴射の前に又は噴射の開始時に燃料に作用する圧力から、前記噴射の前に前記燃料蓄圧器に存在する燃料質量をもとめ、噴射すべき燃料質量を内燃機関の動作パラメータからもとめ、噴射の前に燃料蓄圧器に存在する燃料質量及び噴射すべき燃料質量から、前記噴射の後に前記燃料蓄圧器に存在する燃料質量をもとめ、噴射の後で燃料蓄圧器に存在する燃料質量から、前記噴射の終了時に又は前記噴射の後で燃料に作用する圧力をもとめ、噴射の終了時に又は噴射の後で燃料に作用する圧力を閾値圧力と比較することによって解決され、
さらに上記課題は、このような方法を実施するためのコンピュータプログラムによって解決され、
さらに上記課題は、冒頭に挙げた制御機器及び内燃機関において、この制御機器によって噴射の終了時に又は噴射の後で燃料に作用する圧力をもとめることができ、この制御機器によってこの圧力に依存して成層動作が排除又は許可されることによって解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
従って、意図的に、噴射の終了時に又は噴射の後でまだ存在する燃料に作用する圧力が計算される。この計算は、各々個別の噴射に対して個々に実施される。次いで、この算出された圧力に依存して、燃料の逆流の危険が存在するかどうか、それゆえ成層動作が排除されるべきか又は許可され得るかどうかが判定される。
【０００９】
このようにして、個別の噴射毎に、この噴射の後で燃料に作用する圧力が十分に大きい場合にのみ成層動作に切り換えられることが保障される。そうでない場合には、成層動作への切り換えが排除されるか又既存の成層動作が遮断される。
【００１０】
従って、燃料蓄圧器への燃料の望ましくない逆流は確実に阻止される。
【００１１】
本発明の有利な実施形態では、噴射の前又は噴射の開始時に燃料に作用する圧力からこの噴射の前に燃料蓄圧器に存在する燃料質量がもとめられる。これは、燃料の圧縮可能性を考慮する方程式に基づいて実施される。
【００１２】
本発明の有利な実施形態では、噴射の前に燃料蓄圧器に存在する燃料質量及び噴射すべき燃料質量から、この噴射の後に燃料蓄圧器に存在する燃料質量がもとめられる。これは差形成によって実施される。
【００１３】
この後に、噴射の後で燃料蓄圧器に存在する燃料質量から、この噴射の終了時に又は噴射の後で燃料に作用する圧力がもとめられる。これも上記の方程式によって実施される。
【００１４】
とりわけ有利には、噴射の終了時に又は噴射の後で燃料に作用する圧力が閾値圧力と比較される。この閾値圧力はこの場合ほぼ成層動作を実施するために必要な圧力に相応する。
【００１５】
この後に、噴射の終了時に又は噴射の後で燃料に作用する圧力が閾値圧力より小さい場合には、成層動作は排除される。
【００１６】
とりわけ重要なことは、とりわけ自動車の内燃機関の制御機器に対して設けられるコンピュータプログラムの形式における本発明の方法の実現である。この場合、コンピュータプログラムはとりわけマイクロプロセッサにおいて実行可能であり、本発明の方法の実施に適している。よって、この場合、本発明はコンピュータプログラムによって実現され、この結果、その実施のためにはコンピュータプログラムが適しているこの方法と同様にこのコンピュータプログラムは本発明である。このコンピュータプログラムは電気的な記憶媒体に、例えばフラッシュメモリ又はリードオンリーメモリに格納されている。
【００１７】
本発明の更なる特徴的な構成、適用可能性及び利点は、以下の本発明の実施例の記述から得られる。この実施例は図面に図示される。この場合、全ての記述される又は図示される特徴的な構成は、それ自体で又は本発明の対象の任意の組み合わせにおいて、特許請求項におけるこれらの特徴的な構成の統合又はこれらの特許請求項との関連とは無関係にならびに記述乃至は図面における表現乃至は図示とは無関係に形成される。
【００１８】
【実施例】
図１には自動車の内燃機関１が図示されており、ピストン２はシリンダ３において往復運動可能である。このシリンダ３には燃焼室４が設けられており、この燃焼室４はとりわけピストン２、インレットバルブ５及びアウトレットバルブ６によって限定されている。インレットバルブ５によって吸気管７が、アウトレットバルブ６によって排気管８が結合されている。
【００１９】
インレットバルブ５及びアウトレットバルブ６の領域には噴射弁９及び点火プラグ１０が燃焼室４に突出している。噴射弁９を介して、燃料は燃焼室４に噴射される。点火プラグ１０によって燃料は燃焼室４において点火される。
【００２０】
吸気管７には回転可能なスロットルバルブ１１が取り付けられている。このスロットルバルブ１１を介して吸気管７に空気が供給可能である。供給される空気の量はスロットルバルブ１１の角度位置に依存する。排気管８には触媒装置１２が取り付けられており、この触媒装置１２は燃料の燃焼によって生じる排気ガスの浄化に使用される。
【００２１】
噴射弁９は圧力導管を介して燃料蓄圧器１３に接続されている。相応のやり方で内燃機関１の他のシリンダの噴射弁もこの燃料蓄圧器１３に接続されている。この燃料蓄圧器１３には供給導管を介して燃料が供給される。このために電気的な及び/又は機械的な燃料ポンプが設けられており、この燃料ポンプは所望の圧力を燃料蓄圧器１３において形成するのに適している。
【００２２】
さらに、燃料蓄圧器１３には圧力センサ１４が設置されている。この圧力センサ１４によって燃料蓄圧器１３における圧力が測定可能である。この圧力は、燃料に作用し、それゆえ燃料を噴射弁９を介して内燃機関１の燃焼室４に噴射する圧力である。
【００２３】
内燃機関１の動作において、燃料は燃料蓄圧器１３に供給される。この燃料は個々のシリンダ３の噴射弁９を介して所属の燃焼室４に噴射される。点火プラグ１０によって燃焼室４における燃焼が発生され、この燃焼によってピストン２が往復運動にもたらされる。これらの運動はここには図示されないクランクシャフトに伝達され、このクランクシャフトに回転トルクを作用する。
【００２４】
制御機器１５には入力信号１６が印加され、この入力信号１６はセンサによって測定された内燃機関１の動作パラメータである。例えば、制御機器１５は圧力センサ１４、エアマスセンサ、ラムダセンサ、回転数センサなどに接続されている。さらに、制御機器１５はアクセルペダルセンサに接続されており、このアクセルペダルセンサは運転者により操作可能なアクセスペダルの位置、すなわち要求される回転トルクを表す信号を発生する。制御機器１５は出力信号１７を発生し、この出力信号１７によってアクチュエータ乃至は操作素子を介して内燃機関１の挙動が制御される。例えば、制御機器１５は噴射弁９、点火プラグ１０及びスロットルバルブ１１などに接続されており、これらの制御に必要な信号を発生する。
【００２５】
とりわけ、制御機器１５は、内燃機関１の動作パラメータを開ループ制御及び/又は閉ループ制御するために設けられている。例えば噴射弁９によって燃焼室４に噴射される燃料質量は、制御機器１５によってとりわけ少ない燃料消費及び/又は少ない有害物質発生を顧慮して開ループ制御及び/又は閉ループ制御される。この目的のために、この制御機器１５にはマイクロプロセッサが設けられており、このマイクロプロセッサは記憶媒体、とりわけフラッシュメモリにコンピュータプログラムを格納しており、このコンピュータプログラムは上記の開ループ制御及び/又は閉ループ制御を実施するのに適している。
【００２６】
図１の内燃機関１は複数の動作モードにおいて動作され得る。よって、内燃機関１を均質動作、成層動作、均質リーン動作、二重噴射を有する動作などにおいて動作することが可能である。
【００２７】
均質動作では燃料は吸入フェーズ中に噴射弁９によって直接内燃機関１の燃焼室４に噴射される。燃料はこれにより点火に至るまでさらに十分に渦流を形成し、この結果、燃焼室４において基本的に均質な燃料/空気混合気が生じる。この場合、発生すべきトルクは基本的に制御機器１５によってスロットルバルブ１１の位置を介して調整される。この均質動作においては、内燃機関１の動作パラメータは、ラムダが１に等しいか又は少なくともほぼ１に等しいように開ループ制御及び/又は閉ループ制御される。この均質動作はとりわけ全負荷において適用される。
【００２８】
均質リーン動作はおおかた均質動作に相応するが、ラムダは１より大きい値に調整される。
【００２９】
成層動作では燃料は圧縮フェーズ中に噴射弁９によって直接内燃機関１の燃焼室４に噴射される。従って、点火プラグ１０による点火の際には燃焼室４には均質な混合気は存在せず、燃料層が存在する。スロットルバルブ１１は、例えば排気ガス還流及び/又はタンク換気の要求を除けば、完全に開かれ、従って内燃機関１はスロットルバルブによる調節なしで動作される。発生すべきトルクは成層動作では十分に燃料質量を介して調整される。成層動作によって内燃機関１はとりわけアイドル走行において及び部分負荷において動作される。
【００３０】
上記の内燃機関１の動作モードの間では往復切り換え乃至は切り換えが行われる。このような切り換えは制御機器１５によって実施される。
【００３１】
内燃機関１が比較的長い停止状態の後でスタートされる場合、とりわけ低い温度において燃焼室４に噴射される燃料質量は基本的に増大される。こうして、点火可能な空気/燃料混合気が燃焼室４において使用されるだけではなく、燃料のエンジンオイルへの侵入によって及び/又は燃焼室４における燃料の内壁薄膜形成によって生じる燃料の損失も補償される。
【００３２】
スタートの間に必要とされる噴射すべき多量の燃料質量は、結果的に、燃料蓄圧器１３における圧力が噴射持続期間の間に大きく低下するということをもたらす。これは、内燃機関１のスタートの際に電気的及び/又は機械的燃料ポンプがまだ十分に迅速に必要な圧力を燃料蓄圧器１３において発生させて維持することができないということによってさらに強められる。
【００３３】
燃料蓄圧器１３における圧力が低下すると、成層動作において燃料の内燃機関１の燃焼室４への噴射中にこの燃焼室４における圧縮圧力がこの燃料蓄圧器１３における低下した圧力よりも大きくなる危険がある。これは、噴射すべき燃料が燃料蓄圧器１３に逆流してしまうという望ましくない結果をもたらすだろう。
【００３４】
図２には燃料蓄圧器１３において噴射の後にまだ存在するこの燃料蓄圧器１３における圧力を制御機器１５によって検出する方法が図示されている。次に、この圧力によって、内燃機関１が成層動作で動作できるか否かが判定される。この場合、この方法はとりわけ内燃機関１のスタート過程に適しているが、この内燃機関１のその他の動作の間にも適用できる。
【００３５】
ステップ２０において、圧力センサ１４によって燃料蓄圧器１３における圧力が測定される。この場合、この測定はできるだけ燃焼室４への燃料の次の噴射の直前に又はこの次の噴射の開始時にすぐに行われる。
【００３６】
ステップ２１において、次の方程式
ｐ_１３＝ｐ_０＋Ｅ_Ｋｒ×（１−ρ_Ｋｒ×（Ｖ_１３/ｍ_Ｋｒ１３））
（１）
ただしここでｐ_１３＝燃料蓄圧器１３における圧力、
ｐ_０＝周囲圧力、
Ｅ_Ｋｒ＝燃料の弾性率、
ρ_Ｋｒ＝燃料の密度、
Ｖ_１３＝燃料蓄圧器１３の容積、
ｍ_Ｋｒ１３＝燃料蓄圧器１３における燃料質量
によって、燃料蓄圧器１３における測定された圧力から、この燃料蓄圧器１３に存在する燃料質量ｍ_Ｋｒ１３が推定される。このため、この方程式を燃料ｍ_Ｋｒ１３について解くために、圧力センサ１４により測定された圧力が圧力ｐ_１３として使用される。この場合、周囲圧力、燃料の弾性率、燃料の密度及び燃料蓄圧器１３の容積は既知であるか又はその他の方法で測定又は計算できる。
【００３７】
ステップ２２において、既に説明したように、内燃機関１の動作パラメータから制御機器１５によって噴射すべき燃料質量ｍ_Ｋｒが計算される。これらの動作パラメータはエンジン温度、周囲温度などである。
【００３８】
ステップ２３において、この燃料質量ｍ_Ｋｒの噴射の後にこの燃料蓄圧器１３にまだ存在している燃料質量ｍ_{Ｋｒ１３ｄａｎａｃｈ}が計算される。この計算は次の式によって行われる。
【００３９】
ｍ_{Ｋｒ１３ｄａｎａｃｈ}＝ｍ_Ｋｒ１３−ｍ_Ｋｒ（２）
方程式（１）によってステップ２４において燃料蓄圧器１３における圧力ｐ_{１３ｄａｎａｃｈ}が燃焼室４への燃料質量ｍ_Ｋｒの噴射の直後又はこの噴射の終了時にすぐにもとめられる。この場合、燃料蓄圧器１３における質量として、もはやこの噴射の前に存在する燃料質量ｍ_Ｋｒ１３ではなく、噴射の後に存在する燃料質量ｍ_{Ｋｒ１３ｄａｎａｃｈ}が使用される。他のパラメータ、すなわち周囲圧力、弾性率なども既知であるか又は他の方法で測定又は計算される。
【００４０】
ステップ２５において、噴射の終了時乃至は噴射の後の燃料蓄圧器１３における圧力ｐ_{１３ｄａｎａｃｈ}が閾値圧力ｐ_{Ｓｃｈｗｅｌｌｅ}と比較される。この場合、この閾値圧力ｐ_{Ｓｃｈｗｅｌｌｅ}は、成層動作が実施されかつこの場合燃料蓄圧器１３への燃料の逆流の危険が存在しないために必要な圧力にほぼ相応する。
【００４１】
圧力ｐ_{１３ｄａｎａｃｈ}が閾値圧力ｐ_{Ｓｃｈｗｅｌｌｅ}より大きい場合、これは、内燃機関１を成層動作において動作するためにまだ十分に圧力が燃料蓄圧器１３に存在することを意味する。それゆえ、この場合、ステップ２６において成層動作が許可される。
【００４２】
しかし、圧力ｐ_{１３ｄａｎａｃｈ}が閾値圧力ｐ_{Ｓｃｈｗｅｌｌｅ}より小さい場合、これは燃料蓄圧器１３における圧力が内燃機関１を成層動作で動作するためにはもはや充分ではないことを意味している。とくにこの場合、燃焼室４における比較的大きな圧縮圧力のために噴射すべき燃料が燃料蓄圧器１３に逆流する危険がある。この場合、これは、ステップ２７において成層動作が排除されることによって阻止される。
【００４３】
上述の方法では、ステップ２５、２６、２７の判定は一回の噴射に基づいている。代わりに、この方法を複数回の噴射に拡張することが可能である。このために図２のような過程が行われるが、ステップ２４の後でステップ２１〜２４までが繰り返される。この場合、この反復はその次の噴射に関連する。４回のこのような反復を用いて、例えば、所定のシリンダの４回の作動サイクルが予め計算され得る。この場合、この結果はこれらの４回の作動サイクルの後の燃料蓄圧器における圧力である。次いで、この圧力によってステップ２５、２６、２７の判定検出が実施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の実施例の概略的なブロック線図を示す。
【図２】図１の内燃機関のスタートのための本発明の方法の概略的なフローチャートを示す。
【符号の説明】
１内燃機関
２ピストン
３シリンダ
４燃焼室
５インレットバルブ
６アウトレットバルブ
７吸気管
８排気管
９噴射弁
１０点火プラグ
１１スロットルバルブ
１２触媒装置
１３燃料蓄圧器
１４圧力センサ
１５制御機器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention relates to a method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular by applying pressure to the fuel and injecting the fuel directly into the combustion chamber during the compression phase in stratified operation or during the intake phase in homogeneous operation. The invention likewise applies pressure to the fuel at the start of the internal combustion engine, which can be injected directly into the combustion chamber during the compression phase in stratified operation or during the intake phase in homogeneous operation. In particular, it relates to an internal combustion engine of a motor vehicle having a control device. Furthermore, the present invention provides that pressure is applied to the fuel at the start of the internal combustion engine, which can be injected directly into the combustion chamber during the compression phase in stratified operation or during the intake phase in homogeneous operation. In particular, it relates to a control device for an internal combustion engine of an automobile. The invention also relates in particular to a computer program for a control device for an internal combustion engine of a motor vehicle.
[0002]
[Prior art]
Such a method, such an internal combustion engine, such a control device and such a computer program are known, for example, for so-called gasoline direct injection. In that case, the fuel is injected directly into the combustion chamber via the injection valve during the intake phase or during the compression phase, where it is burned. For injection, pressure is applied to the fuel in the front fuel accumulator. This is a pressure for acting on the fuel and injecting this fuel into the combustion chamber via the injection valve.
[0003]
At the start of the internal combustion engine, an increased amount of fuel must be injected into the combustion chamber, especially in the internal combustion engine that is not in a hot running state. As a result, the pressure in the fuel accumulator basically decreases. This pressure fluctuation is further enhanced by the fact that at the start of the internal combustion engine the pressure in the fuel accumulator is not yet sufficiently present, cannot be formed quickly and cannot be maintained.
[0004]
In the operation of the internal combustion engine in the stratified operation, a predetermined pressure acting on the fuel is required. This results from a significant increase in compression pressure in the combustion chamber during the compression phase where fuel is injected into the combustion chamber during stratification. If this compression pressure becomes greater than the pressure acting on the fuel during injection, this has the undesirable result that the fuel to be injected flows back into the accumulator.
[0005]
Due to the pressure fluctuations described above at the start of the internal combustion engine, such a back flow can occur particularly quickly during the start process.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method, a computer program, a control device, and an internal combustion engine for starting an internal combustion engine that reliably avoids backflow of fuel to a pressure accumulator.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The problem is that in the method mentioned at the outset, the pressure acting on the fuel is determined at the end of the injection or after the injection, and depending on this pressure, the stratification operation is eliminated or allowed, and before the injection. Alternatively, the pressure acting on the fuel at the start of injection is measured by a pressure sensor, and a fuel accumulator is provided, and from the pressure acting on the fuel before injection or at the start of injection, the fuel accumulator is Determine the fuel mass present, determine the fuel mass to be injected from the operating parameters of the internal combustion engine, and from the fuel mass present in the fuel accumulator before injection and the fuel mass to be injected into the fuel accumulator after the injection The fuel mass present is determined and the pressure acting on the fuel at the end of the injection or after the injection is determined from the fuel mass present in the fuel accumulator after the injection and at the end of the injection or In resolved by comparing the pressure acting on the fuel to a threshold pressure,
Further, the above problem is solved by a computer program for carrying out such a method,
Furthermore, in the control device and the internal combustion engine mentioned at the beginning, the above-mentioned problem can determine the pressure acting on the fuel at the end of injection or after the injection by this control device, and the control device depends on this pressure. It is solved by eliminating or allowing stratification operations.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Thus, intentionally, the pressure acting on the fuel still present at the end of the injection or after the injection is calculated. This calculation is performed individually for each individual injection. Then, depending on this calculated pressure, it is determined whether there is a risk of fuel backflow and therefore whether stratification operation should be eliminated or allowed.
[0009]
In this way, it is ensured that for each individual injection, switching to stratification is possible only if the pressure acting on the fuel after this injection is sufficiently high. Otherwise, switching to stratification operation is eliminated or existing stratification operation is interrupted.
[0010]
Thus, undesirable backflow of fuel to the fuel accumulator is reliably prevented.
[0011]
In an advantageous embodiment of the invention, the fuel mass present in the fuel accumulator is determined before the injection from the pressure acting on the fuel before the injection or at the start of the injection. This is done based on an equation that takes into account the compressibility of the fuel.
[0012]
In an advantageous embodiment of the invention, the fuel mass present in the fuel accumulator after this injection is determined from the fuel mass present in the fuel accumulator before injection and the fuel mass to be injected. This is done by difference formation.
[0013]
After this, the pressure acting on the fuel at the end of the injection or after the injection is determined from the fuel mass present in the fuel accumulator after the injection. This is also done by the above equation.
[0014]
Particularly advantageously, the pressure acting on the fuel at the end of the injection or after the injection is compared with a threshold pressure. This threshold pressure corresponds in this case approximately to the pressure required to carry out the stratification operation.
[0015]
After this, if the pressure acting on the fuel at the end of the injection or after the injection is less than the threshold pressure, the stratification operation is eliminated.
[0016]
Of particular importance is the realization of the method according to the invention in the form of a computer program which is provided, inter alia, for the control equipment of an internal combustion engine of a motor vehicle. In this case, the computer program can be executed in particular on a microprocessor and is suitable for carrying out the method according to the invention. Thus, in this case, the present invention is realized by a computer program, and as a result, this computer program is the present invention as well as this method, which is suitable for its implementation. This computer program is stored in an electrical storage medium, for example, a flash memory or a read-only memory.
[0017]
Further characteristic configurations, applicability and advantages of the present invention can be obtained from the following description of embodiments of the present invention. This embodiment is illustrated in the drawing. In this case, all described or illustrated characteristic features are, by themselves or in any combination of objects of the invention, the integration of these characteristic features in the claims or the claims. It is formed irrespective of the relation to the above, as well as the description or the drawings or the drawings.
[0018]
【Example】
FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 of an automobile, and a piston 2 can reciprocate in a cylinder 3. The cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4 which is limited in particular by a piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 6. An intake pipe 7 is connected to the inlet valve 5, and an exhaust pipe 8 is connected to the outlet valve 6.
[0019]
An injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4 in the region of the inlet valve 5 and the outlet valve 6. The fuel is injected into the combustion chamber 4 through the injection valve 9. The fuel is ignited in the combustion chamber 4 by the spark plug 10.
[0020]
A rotatable throttle valve 11 is attached to the intake pipe 7. Air can be supplied to the intake pipe 7 through the throttle valve 11. The amount of air supplied depends on the angular position of the throttle valve 11. A catalyst device 12 is attached to the exhaust pipe 8, and this catalyst device 12 is used for purifying exhaust gas generated by fuel combustion.
[0021]
The injection valve 9 is connected to the fuel accumulator 13 via a pressure conduit. In a corresponding manner, the injection valves of the other cylinders of the internal combustion engine 1 are also connected to this fuel accumulator 13. The fuel accumulator 13 is supplied with fuel via a supply conduit. For this purpose, an electrical and / or mechanical fuel pump is provided, which is suitable for creating the desired pressure in the fuel accumulator 13.
[0022]
Further, a pressure sensor 14 is installed in the fuel accumulator 13. The pressure in the fuel accumulator 13 can be measured by the pressure sensor 14. This pressure is the pressure that acts on the fuel and therefore injects the fuel into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 via the injection valve 9.
[0023]
In the operation of the internal combustion engine 1, fuel is supplied to the fuel pressure accumulator 13. This fuel is injected into the associated combustion chamber 4 via the injection valve 9 of each cylinder 3. The spark plug 10 generates combustion in the combustion chamber 4, and this combustion causes the piston 2 to reciprocate. These movements are transmitted to a crankshaft not shown here, and a rotational torque acts on the crankshaft.
[0024]
An input signal 16 is applied to the control device 15, and this input signal 16 is an operating parameter of the internal combustion engine 1 measured by a sensor. For example, the control device 15 is connected to a pressure sensor 14, an air mass sensor, a lambda sensor, a rotation speed sensor, and the like. Furthermore, the control device 15 is connected to an accelerator pedal sensor, and this accelerator pedal sensor generates a signal representing the position of the access pedal that can be operated by the driver, that is, the required rotational torque. The control device 15 generates an output signal 17, and the behavior of the internal combustion engine 1 is controlled by the output signal 17 via an actuator or an operation element. For example, the control device 15 is connected to the injection valve 9, the ignition plug 10, the throttle valve 11, and the like, and generates signals necessary for these controls.
[0025]
In particular, the control device 15 is provided for open-loop control and / or closed-loop control of the operating parameters of the internal combustion engine 1. For example, the fuel mass injected into the combustion chamber 4 by the injection valve 9 is open-loop controlled and / or closed-loop controlled by the control device 15 in view of particularly low fuel consumption and / or low harmful substance generation. For this purpose, the control device 15 is provided with a microprocessor, which stores a computer program in a storage medium, in particular a flash memory, which is controlled by the above open loop control and / or Or it is suitable for implementing closed loop control.
[0026]
The internal combustion engine 1 of FIG. 1 can be operated in a plurality of operation modes. Therefore, the internal combustion engine 1 can be operated in a homogeneous operation, a stratified operation, a homogeneous lean operation, an operation having double injection, and the like.
[0027]
In homogeneous operation, fuel is injected directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 by the injection valve 9 during the intake phase. The fuel thereby more fully vortexes until ignition, resulting in an essentially homogeneous fuel / air mixture in the combustion chamber 4. In this case, the torque to be generated is basically adjusted by the control device 15 via the position of the throttle valve 11. In this homogeneous operation, the operating parameters of the internal combustion engine 1 are open-loop controlled and / or closed-loop controlled so that the lambda is equal to 1 or at least approximately equal to 1. This homogeneous operation applies especially at full load.
[0028]
Homogeneous lean operation generally corresponds to homogeneous operation, but lambda is adjusted to a value greater than one.
[0029]
In the stratified operation, fuel is injected directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 by the injection valve 9 during the compression phase. Therefore, at the time of ignition by the spark plug 10, there is no homogeneous air-fuel mixture in the combustion chamber 4, and there is a fuel layer. The throttle valve 11 is fully open, for example excluding exhaust gas recirculation and / or tank ventilation requirements, so that the internal combustion engine 1 is operated without adjustment by the throttle valve. The torque to be generated is well regulated via the fuel mass in stratified operation. Due to the stratification operation, the internal combustion engine 1 is operated in particular during idle running and at partial loads.
[0030]
Reciprocal switching or switching is performed between the operation modes of the internal combustion engine 1 described above. Such switching is performed by the control device 15.
[0031]
If the internal combustion engine 1 is started after a relatively long stop, the fuel mass injected into the combustion chamber 4 is increased essentially, especially at low temperatures. Thus, not only the ignitable air / fuel mixture is used in the combustion chamber 4, but also the fuel loss caused by the penetration of the fuel into the engine oil and / or by the formation of a fuel inner wall film in the combustion chamber 4 is compensated. The
[0032]
The large amount of fuel mass to be injected required during the start results in the pressure in the fuel accumulator 13 dropping significantly during the injection duration. This is further strengthened by the fact that at the start of the internal combustion engine 1 the electrical and / or mechanical fuel pump is still not able to generate and maintain the required pressure in the fuel accumulator 13 quickly enough.
[0033]
When the pressure in the fuel accumulator 13 decreases, there is a risk that the compression pressure in the combustion chamber 4 becomes higher than the decreased pressure in the fuel accumulator 13 during the injection of fuel into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 in the stratified operation. is there. This will have the undesirable result that the fuel to be injected will flow back into the fuel accumulator 13.
[0034]
FIG. 2 illustrates a method in which the control device 15 detects the pressure in the fuel pressure accumulator 13 that still exists after injection in the fuel pressure accumulator 13. Next, it is determined by this pressure whether or not the internal combustion engine 1 can operate in a stratified operation. In this case, this method is particularly suitable for the starting process of the internal combustion engine 1 but can also be applied during other operations of the internal combustion engine 1.
[0035]
In step 20, the pressure in the fuel accumulator 13 is measured by the pressure sensor 14. In this case, this measurement is made as soon as possible, immediately before the next injection of fuel into the combustion chamber 4 or as soon as the start of this next injection.
[0036]
In step 21, the following equation p ₁₃ = p ₀ + E _Kr × (1−ρ _Kr × (V ₁₃ / m _Kr13 ))
(1)
Where p ₁₃ = pressure in the fuel pressure accumulator 13,
p ₀ = ambient pressure,
E _Kr = elastic modulus of fuel,
ρ _Kr = density of fuel,
V ₁₃ = volume of the fuel pressure accumulator 13
m _Kr13 = The fuel mass m _Kr13 existing in the fuel accumulator 13 is estimated from the pressure measured in the fuel accumulator 13 by the fuel mass in the fuel accumulator 13. Therefore, in order to solve this equation for fuel m _KR13, the measured pressure by the pressure sensor 14 is used as a pressure p _13. In this case, the ambient pressure, the fuel modulus, the fuel density and the volume of the fuel accumulator 13 are known or can be measured or calculated in other ways.
[0037]
In step 22, as already described, the fuel mass m _Kr to be injected by the control device 15 is calculated from the operating parameters of the internal combustion engine 1. These operating parameters are engine temperature, ambient temperature, and the like.
[0038]
In step 23, the fuel mass m _Kr13danach still present in the fuel accumulator 13 after the injection of this fuel mass m _Kr is calculated. This calculation is performed by the following equation.
[0039]
_{_{_{m Kr13danach = m Kr13 -m Kr (}}} 2)
According to equation (1), in step 24 the pressure p _13danach in the fuel accumulator 13 is taken immediately after the injection of the fuel mass m _Kr into the combustion chamber 4 or at the end of this injection. In this case, as the mass of the fuel pressure accumulator 13, no longer in the fuel mass _{m KR13} present prior to this injection, fuel mass _{m Kr13danach} present after injection is used. Other parameters, such as ambient pressure, modulus of elasticity, etc. are also known or measured or calculated in other ways.
[0040]
In step 25, the pressure _p13danach in the fuel pressure accumulator 13 at the end of injection or after injection is compared with the threshold pressure _pSchwell . In this case, this threshold pressure _pSchwell corresponds approximately to the pressure required because a stratification operation is carried out and in this case there is no danger of backflow of fuel to the fuel accumulator 13.
[0041]
If the pressure p _13danach is greater than the threshold pressure p _Schwell , this means that there is still sufficient pressure in the fuel accumulator 13 to operate the internal combustion engine 1 in stratified operation. In this case, therefore, stratification is permitted in step 26.
[0042]
However, if the pressure _p13danach is smaller than the threshold pressure _pSchwell , this means that the pressure in the fuel accumulator 13 is no longer sufficient to operate the internal combustion engine 1 in stratified operation. In particular, in this case, there is a risk that the fuel to be injected flows backward to the fuel accumulator 13 due to the relatively large compression pressure in the combustion chamber 4. In this case, this is prevented by eliminating the stratification operation in step 27.
[0043]
In the method described above, the determinations in steps 25, 26 and 27 are based on a single injection. Instead, this method can be extended to multiple injections. For this purpose, a process as shown in FIG. 2 is performed, but steps 21 to 24 are repeated after step 24. In this case, this iteration is associated with the next injection. Using four such iterations, for example, four operating cycles of a given cylinder can be pre-calculated. In this case, the result is the pressure in the fuel accumulator after these four operating cycles. Next, determination detection in steps 25, 26, and 27 is performed by this pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of an internal combustion engine of the present invention.
2 shows a schematic flow chart of the method of the invention for starting the internal combustion engine of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Piston 3 Cylinder 4 Combustion chamber 5 Inlet valve 6 Outlet valve 7 Intake pipe 8 Exhaust pipe 9 Injection valve 10 Spark plug 11 Throttle valve 12 Catalyst 13 Fuel accumulator 14 Pressure sensor 15 Control equipment

Claims

A method for starting an internal combustion engine (1), comprising:
In a method for starting an internal combustion engine (1), applying pressure to the fuel and injecting the fuel directly into the combustion chamber (4) during the compression phase in a stratified operation or during the intake phase in a homogeneous operation ,
Determining the pressure acting on the fuel at the end of the injection or after the injection (p13danach) and depending on this pressure (p13danach) to eliminate or allow the stratification operation;
Measuring the pressure acting on the fuel before injection or at the start of injection (p13) by means of a pressure sensor (14);
A fuel pressure accumulator (13) is provided, and from the pressure (p13) acting on the fuel before injection or at the start of injection, the fuel mass (mKr13) present in the fuel pressure accumulator (13) before the injection is Forget
Determine the fuel mass (mKr) to be injected from the operating parameters of the internal combustion engine (1) ,
The fuel mass (mKr13danach) present in the fuel accumulator (13) after the injection is determined from the fuel mass (mKr13) present in the fuel accumulator (13) before injection and the fuel mass (mKr) to be injected. ,
From the fuel mass (mKr13danach) present in the fuel accumulator (13) after the injection, the pressure (p13danach) acting on the fuel at the end of the injection or after the injection is determined ,
A method for starting an internal combustion engine (1), characterized in that the pressure acting on the fuel (p13danach) at the end of the injection or after the injection is compared with a threshold pressure (pschwell) .

In a computer program for a control device (15) of an internal combustion engine (1),
Computer program for a control device (15) of an internal combustion engine (1), characterized in that the computer program is suitable for carrying out the method according to one of claims 1-8.

Computer program according to claim 2 , characterized in that the computer program is stored in an electrical storage medium, in particular a flash memory or a read-only memory.

A control device (15) for the internal combustion engine (1),
Pressure is applied to the fuel at the start of the internal combustion engine (1), which can be injected directly into the combustion chamber (4) during the compression phase in stratified operation or during the intake phase in homogeneous operation. In the control device (15) of the internal combustion engine (1),
The control device (4) determines the pressure (p13danach) acting on the fuel at the end of the injection or after the injection,
The control device (15) of the internal combustion engine (1), characterized in that the stratification operation is eliminated or permitted depending on the pressure (p13danach) by the control device (15).

An internal combustion engine (1) having a control device (15),
Pressure is applied to the fuel at the start of the internal combustion engine (1), which can be injected directly into the combustion chamber (4) during the compression phase in stratified operation or during the intake phase in homogeneous operation, In an internal combustion engine (1) having a control device (15),
The control device (4) determines the pressure (p13danach) acting on the fuel at the end of the injection or after the injection,
Internal combustion engine (1) having a control device (15), characterized in that the stratification operation is eliminated or permitted by the control device (15) depending on this pressure (p13danach).