II AntriebssystemeII-a Motormanagement - Funktionen1 Übersicht MotorsteuerungsfunktionenDiSteuerungs- und Regelungsaufgaben im Kraftfahrzeug lassen sich anlog zur physikalischen Organisationsstruktur des Gesamtsystems Fahrzeug in Funktionspakete glied ern, die jeweils die Algorithmen zur Lösung der einzelnen Aufgabenstellung umfassen, Bild 2-3. Die Funktionen basieren auf dem physikalischen Zusammenhang zwischen einer Zustandsgröße und der zugehörigen 10Stellgröße und lassen sich als Modell eines dynamisc hen Systemsbeschreiben.Bild 2-3:Hierarchische Strukturierung der Steuerungssystem (ECU Steuergerät)Ein Beispiel dafür ist die Bestimmung der Drosselklappen-Sollwertposition mit dem Saugrohrmodell. Bild2-4erfahren basiert darauf, dass jeder Stellung sselklappe bei einem gegebenem Saugrohreiner definierten Drehzahl ein mathemabeschreibbarer Luftmassenstrom entspricht und umgekehrt, denn das mathematische Modell des Zusammenhangs ist invertierbar. Da jeder definierte Luftmassenstrom wiederum einer bestimmten Zylinderfrischgasfüllung entspricht, eignet sich mathematische Beschreibung dazu, das physikalische Verhalten des Zusammenhangs zwischen Drosselklappenstellung und erwünschter 20Frischgasfüllung zu beschreiben. Sensorsignale werden in diesem Fall oft nur noch zum Abgleich mit den Sollwerten genutzt, die das Modell errechnet. Eine dabei eventuell erkannte Abweichung zwischen Modell und Messwerten z.B. beim Saugrohrdruck, der Abgastemperatur und beim Abgasgegendruck) geht in die Modelladaption und in die Systemdiagnose ein. Um die Nachbildungsgenauigkeit der Modelle zu steigern, zur mathematischen Modellierung sowohl die theoretische als auch die experimentelle Systemanalyse verwendet.Die theoretische Systemanalyse als analytischer Ansatz auf Basis bekannter physikalischer chemischer und anderer Gesetzmäßigkeiten beschreibt die Zusammenhänge innerhalb des Systems. Die experimentelle Systemanalyse ist dagegen der empirische Ansatz auf Basis von Versuchsreihen. Auf der Grundlage der Beobachtungen im Versuch wird das Systemverhalten hier mit Kennfeldern nachgebildet. Ein typisches Beispiel ist der Luftmassenstrom als Funktion von Drehzahl und Saugrohrdruck.Bild 2-4: Modell des Saugrohrs (ohne Abgasrückführung): p im Saugrohrdruck, T im Gastemperatur im Saugrohr, V im Saugrohrvolumen, thr m ∙ Massenstrom über die Drosselklappe, cyl m ∙über die Einlassventile ，387/()gR J kgK ≈ Gaskonstante für Luft 2 Drehmomentbasierte FunktionsstrukturBei einer drehmomentbasierten Funktionsstruktur werden alle Motorsteuer- und Regelanforderungen, die sich als Drehmoment oder Wirkungsgrad darstellen lassen, auch tatsächlich als physikalische Drehmomentanforderung definiert. In Kombination mit einem E-Gas-System erlaubt diese Funktionsstruktur im Ottomotor eine vom Fahrer entkoppelte 分离】Steuerung der Frischgasfüllung. Dadurch ist es möglich, den Fahrkomfort zu erhöhen und gleichzeitig eine optimale Balance zwischen Fahrbarkeit 【操控性】, Verbrauch und 10 Emissionen zu erreichen. Den Ausgangspunkt bildet die Stellung des Gaspedals 【油门】, die als Geber zur Berechnung einer Drehmomentanforderung (Soll-Moment) dient. Dieses Moment versucht die Motorsteuerung entweder auf einem Pfad (Ottomotor mit Schichtladung. Dieselmotor) oder auf zwei Pfaden (Ottomotor mit homogener Ladung einzustellen 调整.Zu den Einstellgrößen des schnellen Pfades arbeitsspielsynchrone Momentenbeeinflussung 【周期同步力矩的影响】) zählen Zündzeitpunkt, Einspritzmenge (in den Zylinder) und die Zylinderabschaltung. Die Zündverstellung【点火提前】 dient beim Ottomotor dazu, Effekte der Füllungsregelung 【充电控制的影响】soweit erforderlich zu kompensieren 【均衡】.Als langsamer Pfad gelten Eingriffe in die Frischgasfüllung (Füllungssteuerung durch die Drosselklappe, bei einigen Systemkonfigurationen auch durch Phasensteller der Nockenwelle) beim Ottomotor mit homogener Verbrennung. Beim Dieselmotor und beim Ottomotor mit Schichtladung erfolgt die 20 Momentensteuerung ausschließlich über die Einspritzmenge. Da Lastanforderungen über eine Erhöhung der Einspritzmenge arbeitsspielsynchron umgesetzt werden können, umfasst die Funktionsstruktur hier keinen langsamen Pfad zur Momentensteuerung.Im Ottomotor mit Homogenbetrieb ergibt sich durch diese Aufteilung auf zwei Einstellpfade die Möglichkeit, eine Momentenreserve aufzubauen. Unter Momentenreserve versteht man in diesem Zusammenhang eine kuppl ungsmomentenneutrale Füllungserhöhung bei gleichzeitiger Verstellung des Zündwinkels in Richtung spät. Der schlechtere Wirkungsgrad führt zu einer höheren Abgastemperatur, die für Heizma ßnahmen von Komponenten (Katalysator 催化剂、尾气处理器, NO x -Speicherkatalysator) im Abgasstrang genutzt werden kann. Gleichzeitig bietet sich die Möglichkeit, durch eine plötzliche Zündwinkelverstellung in Richtun g früh aktiv auf diese Momentenreserve zuzugreifen und sie für eine arbeitsspielsynchrone Anhebung 30des Kupplungsmomentes zu nutzen. Diese schnelle Eingriffsmöglichkeit wird beispielsweise für die Leerlaufregelung und in den Fahrbarkeitsfunktionen genutzt. 3 DrehmomentenmodellEine Grundeigenschaft der drehmomentbasierten Funktionsstruktur ist die Interpretation des Fahrerwunsches (ausgehend von der Gaspedalposition) und weiterer Anforderungen (z.B. Tempomat, ESP, ASR) als physikalische Anforderung eines Drehmoments an der Kupplung. Hauptaufgabe des Drehmomentenmodells ist es, diesen Wunsch des Fahrers nach einem konkreten Kupplungsdrehmoment unter Berücksichtigung der aktuellenMotorbetriebsbedingungen durch passende Sollwertvorgaben an die momentenbeeinflussenden Aktoren umzusetzen. Dieser Teil des Modells wird wegen der mathematischen Rechenrichtung vom Fahrerwunsch zum Aktor als 40Rückwärtspfad bezeichnet. Die zweite Aufgabe des Drehmomentenmodells besteht darin, basierend auf den aktuellen Positionen der momentenbeeinflussenden Aktoren sowie weiterer Betriebsgrößen des Motors ein aktuelles Drehmoment zu schätzen. Wegen der mathematischen Rechenrichtung vom Aktor zum Drehmoment spricht man hier vom Vorwärtspfad. Dieser Modellwert wird in verschiedenen internen und externen Funktionen (z.B. Getriebesteuerung) verwen det (Bild2-5).Bild 2-5: Rückwärts-und Vorwärtspfad des Drehmomentenmodells (vereinfacht)Bild 2-6: Grundansatz Vorwärtspfad des Drehmomentenmodells10Der Vorwärtspfad (also die Abschätzung des aktuellen Drehmoments an der Kupplung) setzt sich aus den Teilmodellen für das Verlustmoment und für das indizierte Moment aus der Hochdruckphase zusammen (Bild2-6). Das Verlustmoment beinhaltet hierbei die Verluste aus dem Ladungswechsel, der motorischen Reibung (mit den Hauptabhängigkeiten Motordrehzahl, Gesamtgasmassenstrom zum Zylinder incl. Restgas, Kühlwassertemperatur und Öltemperatur) sowie der Nebenaggregate辅助设备(z.B. Klimakompressor, Generator). Das indizierte Drehmoment ergibt sich als Produkt aus einem optimalen Moment (Kennfeldwert abhängig von Drehzahl und Füllung oder Einspritzmenge) und den Wirkungsgradkorrekturen (z.B. Zündzeitpunkt, relatives Luft-Kraftstoffverhältnis, Zylinderausblendung, Restgasgehalt, Nockenwellenstellung, Einspritzaufteilung). Das optimale Drehmoment repräsentiert hierbei einen Drehmomentwert, der sich bei der aktuellen Drehzahl und 20bei gegebener Frischgasfüllung bzw. Einspritzmenge einstellen würde, wenn alle anderen momentenbeeinflussenden Stellgrößen einen Optimalwert annehmen würden. Die Wirkungsgradkorrekturen beschreiben den relativen Wirkungsgradabfall, der sich bei einer Optimalwert-Abweichung der betreffenden Stellgrößen einstellt. Diese Optimalwert-Abweichungen resultieren zum Teil aus physikalischen Limitierungen (etwa die Klopfgrenze für Zündwinkelfrühstellung)oder aus gewollten Eingriffen (Zündwinkelspätverstellung bei angeforderter Momentenreserve).Im Rückwärtspfad des Drehmomentenmodells erfolgt die Berechnung von Sollwerten für die im jeweiligen Betriebesmodus zur Verfügung stehenden momentenbeeinflussenden Stellgrößen. Unter Berücksichtigung der aktuellen Momentenverluste werden die Drehmomenten-Sollwerte zuvor auf 30Sollwerte für ein indiziertes Motormoment umgerechnet.Bei einem Ottomotor im Homogenbetrieb erfolgt die Sollwertberechnung für die Momentenrealisierung getrennt auf einem langsamen Pfad (Sollwert Frischgasfüllung) einem schnellen Pfad (Zündwinkel-Sollwert). Eine Momentenreserve wird realisiert, indem der Drehmomenten-Sollwert für den langsamen mit einer additiven Korrektur angehoben wird.Sollwertberechnung für die Frischgasfüllung erfolgt mit Hilfe eines invertiertenReferenzmomentenkennfeldes 2-7).Bild 2-7: Sollwertberechnung für den langsamen Pfad (Frischgasfüllung)Die Sollwertberechnung für den Zündwinkel erfolgt über den Sollwert des Zündwinkelwirkungsgrads als Zwischengröße. Dazu wird der Quotient aus Drehmomenten-Sollwert und dem aktuellem Basismoment (aktuelles Referenzmoment mit Wirkungsgradkorrekturen für Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Restgasgehalt und Zylinderausblendung气缸抑制) gebildet. Der Sollwert für den Zündwinkelwirkungsgrad wird in einem Kennfeld mit invertie rtem Zündwinkel 10wirkungsgradverlauf in einen Sollwert für die Zündwinkelspätverstellung umgerechnet, welcher dann über eine Addition zum Referenzzündwinkel zu einem Zündwinkel-Sollwert führt-8).Bild 2-8: Sollwertberechnung für den schnellen Pfad (Zündwinkel)Bei einem Ottomotor im geschichteten Betrieb und einem Dieselmotor erfolgt die Realisierung des Drehmomentenwunsches nur über den schnellen Pfad. Hierbei wird der Sollwert für das indizierte Motormoment bei gegebener Motordrehzahl und unter Berücksichtigung etwaiger可能的Wirkungsgradkorrekturen (Luft-Kraftstoff-Verhältnis Phasing, Restgasgehalt) direkt in einen Sollwert für die Einspritzmenge umgerechnet. Die Sollwertpositonen der anderen Aktoren leiten sich 20aus dem Einspritzmengen-Sollwert ab.4 Füllungssteuerung4.1 Saugrohrmodell【进气歧管】gasfüllung ist die Haupteinflussgröße auf ment des Ottomotors im stöchiometrisch Betrieb und Voraussetzung zur Bestierforderlichen Einspritzmenge. Deshalb eine der zentralen Funktionen des Motorstedarin, die Füllungsmenge im Saugrohr und im Zylinder zu erfassen beziehungsweise zu berechnen. Diese Füllungsbestimmung erfolgt mit dem so genannten Saugrohrmodell. Bei der modellbasierten Füllungserfassung des Ottomotors dient die aktuelle Stellung der Drosselklappe im Saugrohr in Relation zur Motordrehzahl dazu, den Luftmassenstrom in das Saugrohr zu berechnen.Als Grundlage dient ein Potentiometersignal电位信号, dessen Höhe der jeweiligen 30Drosselklappenstellung entspricht. Wegen der rechnerischen Richtung spricht man hier vom Vorwärtspfad des Modells. Die in den Zylinder abfließende Luftmasse wird aus einem Kennlinienfeld特征曲线ermittelt. Der Saugrohrdruck ergibt sich aus der allgemeinen Gasgleichung.Auf Messgrößen (gemessene Luftmasse) beruhende Adaptionsverfahren dienen dazu, Modellparameter wie den Umgebungsdruck zukorrigieren.Bild -12: Regelkreis der elektronischen DrosselklappenregelungDa das rechnerische Modell des Saugrohrs invertierbar ist (man spricht im invertierten Fall vom Rückwärtspfad), eignet es sich auch zur Bestimmung der Drosselklappen-Soll-Stellung: Dazu wird 40aus der Drehmomentanforderung rückwärts gerechnet, welche Drosselklappen-Soll-Stellung dem Füllungs-Sollwert für das erwünschte Drehmoment entspricht. Diese Stellung der Drosselklappe wirddurch Ansteuerungdes Stellglieds realisiert. Bild 2-12zeigt die Struktur des Regelkreises. Da die Drehmomentabgabe eines Ottomotors mit homogener Verbrennung direkt und linear von der Füllung abhängt, kann über die Drosselklappenregelung der Momentenwunsch des Fahrers erfüllt werden.Bei aufgeladenen Ottomotoren erfolgt zusätzlich die Berechnung eines für den Füllungs-Sollwert notwendigen Soll-Ladedruckes, der als Führungsgröße in der Ladedruckregelung verwendet wird.Beim Dieselmotor wird die Füllung primär über das Abgasrückruhrventil geregelt. Da kein enges Toleranzfenster um eingehalten werden muss, sind die Anforderungen an die Zumessgenauigkeit etwas geringer, allerdings ist die Komplexität wegen der Vielzahl an Komponenten (Abgasrückführventil, regelbarer Turbolader, ggf. schaltbarer Abgasrückführkühler 10und Bypass des Ladeluftkühlers) ungleich größer. Um künftige Abgasanforderungen zu erfüllen, kommt der exakten Luftzumessung im instationären Betrieb eine sehr wichtige Rolle zu. Deshalb, und um den Bedatungsaufwand für das Steuergerät zu reduzieren, wird auch beim Dieselmotor verstärkt auf modellbasierte Strategien zurückgegriffen. Da für jeden Betriebspunkt Vorgaben im Steuergerät hinterlegt werden müssen und die Kennfelder in der Regel mehrdimensional sind (z.B.Sollwerte, abhängig von Druck und Temperatur), steigt der Zeitaufwand für diese Bedatung (Kalibrierung) mit der Systemkomplexität stark an. Bei Ottomotoren mit Schichtladung sowie bei Diselmotoren ist die Funktion eines Drosselklappenstellglieds erforderlich, um durch Androsseln gezielt Unterdruck im Saugrohr zu erzeugen. Dieser Unterdruck steht dann für den Unterdruckbremskraftverstärker, zur Einspeisung von Blow-by-Gasen aus dem Kurbelgehäuse 20(Verbrennungsgase, die das dynamische Dichtsystem aus Kolbennuten, Kolbenringen und Zylinderlaufbahn passieren und so ins Kurbelgehäuse gelangen), die Regenerierung eines Aktivkohlebehälters für Kraftstoffdämpfe und zum Ansaugen von Abgas im Zuge der Abgasrückführung zur Verfügung. Die Regel- und Stellaufgaben für dieses Androsseln entsprechen im Wesentlichen denen der Füllungssteuerung.5 Zündung【点火】Leistungsfähige elektronische Zündsteuerungssysteme sind Bestandteil eines modernen Motorsteuergeräts. Aktuelle Systeme arbeiten zum großen Teil nach dem Prinzip einer ruhenden Hochspannungsverteilung ohne bewegliche Komponenten (d.h. ohne Verteiler). Aufgabe der Zündsteuerung im Ottomotor ist es, aus externen und internen Zündwinkelanforderungen einen 30koordinierten Sollwert zu bestimmen und die Zündsignale in der richtigen Folge über die Zündendstufen an die Einzelspulenauszugeben.Bild 2-14: Ermittlung des Zündzeitpunkt-Sollwertes im Homogenbetrieb5.1Ermittlung des Sollwerts für den Zündzeitpunkt【确定点火时间设置点】Beim Ottomotor im Homogenbetrieb wird der Sollwert für den Zündwinkel in der drehmomentbasierten Funktionsstruktur bestimmt. Dieser drehmomentbasierte Sollwert wird in der Zündungssteuerung in Richtung früh auf einen Basis-Zündwinkel und in Richtung spät auf einen Minimal-Zündwinkel limitiert (Bild2-14). Der Basis-Zündwinkel ergibt sich aus dem Kennfeldwert 40für den maximalen Wirkungsgrad unter Berücksichtigung der Ansauglufttemperatur, des Luft-Kraftstoffverhältnisses, der Abgasrückführung und der Klopfbegrenzung, der Minimal-Zündwinkel aus den begrenzenden Kennfeldvorgaben für die zulässige Temperatur und die erwünschte Laufruhe. Ein übergeordneter Zustandsautomat (dynamischer Drehmomentmanager) kann in definierten Betriebszuständen drehmomentbasierte Zündwinkeleingriffe deaktivieren und den Basis-Zündwinkel als Sollwert vorgeben. Dadurch ist ein verbrauchsoptimierter Motorbetriebmöglich. Die Klopfregelung wirkt direkt auf den Basis-Zündwinkel un beeinflusst damit die Früh-Limitierung des zulässigen Zündwinkelfensters. Induktions- oder Hallgeber an der Kurbelwelle und an der Nockenwelle liefern die nötigen Informationen, um den Zündzeitpunkt mit dem Kurbelwinkel und dem Arbeitstakt der Zylinder z synchronisieren.Bei einem Ottomotor, der mit Schichtladung betrieben wird, ist der Sollwert für den Zündzeitpunkt für jeden Lastpunkt des Motors fest in einem Kennfel definiert, d.h. es liegt für jede gegebene Einspritzmenge ein optimaler Zündwinkel vor. Bei Betrieb mit Ladungsschichtung wird der Zündwinkel-Sollwert aus einem last- und drehzahlabhängigen Kennfeld ermittelt. Die Werte in diesem Kennfeld stehen in enger Wechselwirkung mit den Werten für das 10Einspritz-Phasingenteneingriffe im Schichtbetrieb über eine Einspritzmengenanpassung dargestellt werden, sind drehmomentenbasierte Zündwinkeleingriffe nicht notwendig. Der Motor kann in dem Fall immer mit dem für die gegebene Einspritzmenge und dem gegebenen Einspritz-Phasing optimalen Zündwinkel betrieben werden.6 Einspritzung【喷射】Das Einspritzsystem spielt für die Senkung des Kraftstoffverbrauchs und die innermotorische Emissionsminderung eine zentrale Rolle. Neue Brennverfahren im Ottomotor und neue Aktoren im Otto- und im Dieselmotor eröffnen hier zusätzliche Verbesserungsmöglichkeiten, stellen aber höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des Motorsteuergeräts (Rechenkapazität der Prozessoren).Ein Beispiel liefert die Echtzeit-Regelung des Ansteuerstroms, mit der sich der zylinderindividuell 20geregelte Teilhub einer Injektornadel in einem Dieselmotor mit Piezo-Pumpe-Düse-System realisieren lässt. Unabhängig vom Motortyp stellen Piezo-Aktoren höhere Anforderungen an die Steuereinheit, weil die Vorteile der Piezo-Technik nur mit einer leistungsfähigen Steuerungnutzbar sind, die insbesondere optimale Strom- und Spannungsverläufe der Ansteuerung berechnet und unerwünschte Effekte des Aktorprinzips kompensiert.6.1 Ottomotor mit DirekteinspritzungSoll-Einspritzmenge In Ottomotoren mit Direkteinspritzung umfasst die Einspritzmengenzumessung zwei Betriebszustände: Im homogenen Modus wird quantitativ geregelt. Zu der auf dem Vorwärtspfad des Saugrohrmodells ermittelten Ist-Füllung des Motors wird eine für das gewünschte Luft-Kraftstoffgemisch notwendige Kraftstoffmenge zugemessen. In diesem Betriebsmodus 30unterscheidet sich der Otto-Direkteinspritzer nicht grundsätzlich vom Saugrohreinspritzer mit stöchiometrischem Betrieb. Im geschichteten Betrieb bei hohem Luftüberschuss,5) wird dagegen qualitativ geregelt. Die Einspritzmenge ist momentenbasiert und eine Ausgangsgröße des Rückwärtspfades des Momentenmodells. Das erforderliche Drehmoment an der Kurbelwelle dient hier zur Definition der Kraftstoff-Soll-Einspritzmenge. Damit entspricht die Regelaufgabe in diesem Betriebsmodus den Gegebenheiten im Dieselmotor.Einspritz-PhasingUnter Einspritz-Phasing versteht man die Steuerung der kurbelwinkelbezogenen Position des Einspritzpulses vom Spritzbeginn bis zum Spritzende. Beginn und Ende der Einspritzung im Otto-Direkteinspritzer steuert das Motorsteuergerät abhängig von der Verbrennungsart. Im 40homogenen Betrieb beginnt die Einspritzung früh während des Ansaugtrakts, damit sich Luft und Kraftstoff gut vermischen. Im Schichtladebetrieb erfolgt die Einspritzung dagegen möglichst spät,d.h. erst am Ende des Kompressionstakts. Ein zündfähiges Gemisch entsteht dabei nur inunmittelbarer Nähe zur Zündkerze, sodass Einspritzende und Zündzeitpunkt innerhalb eines sehr kurzen Zeitfensters liegen. Da Beginn und Ende der Einspritzung davon abhängig sin d, welche Menge an Kraftstoff zugemessen werden muss, definieren die Einspritzdauer und der Zündzeitpunkt den spätesten, möglichen Spritzbeginn.Da selbst kleine Änderungen der Einspritzmenge großen Einfluss auf die Rohemissionen haben, sind die Ansprüche an die Regelgenauigkeit bei der Direkteinspritzung mit Schichtladung hoch.Besonders gilt das für strahlgeführte Brennverfahren, bei denen die Kontrolle über den 50Einspritzvorgang hochgenau sein muss, um einen aussetzerfreien Betrieb, ein optimal niedriges Niveau bei den Rohemissionen und gute Voraussetzungen für die Abgasnachbehandlung zu erzielen.Die Anforderungen an den Einspritzdruck, an die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung, an die Strahlaufbereitung, an das stabile Strahlbild, sowie vor allem an die Genauigkeit des Einspritzzeitpunktes haben dazu geführt, dass die beim direkteinspritzenden Dieselmotor bereits seit dem Jahr 2000 in Serie befindliche Einspritzung mit Piezo-Aktor seit dem Jahr 2006 auch bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung zum Einsatz kommt. Die genannte Lösung basiert auf einem 32-Bit-Motorsteuergerät. Eine flexible Gestaltung brennverfahrensrelevanter Parameter ist hiermöglich, weil das Motorsteuergerät unter anderem einen weitgehend frei definierbaren Nadelhub (Hubhöhe und –geschwindigkeit) sowie Mehrfacheinspritzungen mit bis zu drei Einspritzimpulsen pro Zylinder und Arbeitszyklus bietet. Die Nadelöffnungs- und Nadelschließgeschwindigkeit kann für jeden Zylinder individuell eingestellt werden, indem die Rampensteilheit während der Ladung und Entladung des Piezo-Aktors entsprechend gesteuert wird. Bei Mehrfacheinspritzungen im unteren und mittleren Lastbereich wird die Lage der Einspritzimpulse an die Erfordernisse des Brennverfahrens sowie der Abgasnachbehandlung angepasst. Weil da s Spannungsniveau bei geladenem Piezo-Aktor mit dem Nadelhub korreliert, kann das Motorsteuergerät den Hub durch Anpassung des Spannungsniveaus bei Ladung und Entladung in einem relativ weiten Bereich 10einstellen. Auf diese Weise lässt sich über den Teilnadelhub eine präzise und wiederholgenaue Einspritzung von Kleinstmengen darstellen. Fertigungsbedingte Unterschiede in den Injektordurchflüssen lassen sich durch die Nadelhubanpassung auf eine gemeinsame Durchflusskennlinie justieren. Ein wesentlicher Vorteil der Piezo-Aktorik liegt darin, dass die elektrischen Kenngrößen des Aktors erfasst werden können und damit einerseits eine geregelte Ansteuerung möglich ist, andererseits die erforderliche Funktionsüberwachung (On-Board-Diagnose) realisiert werden kann.KraftstoffdrucksteuerungMit einem steigenden Einspritzdruck steigt auch d Güte der Kraftstoffzerstäubung. Bei neuen Brennvfahren, wie der strahlgeführten Verbrennung, sind im Ottomotor bereits Einspritzdrücke bis 20zu 20 M erforderlich, um im Schichtladebetrieb Sauterdurchmesser von beispielsweise 15 um und damit ein zfälliges Gemisch zu erzielen. Der Sauterdurchmesser bezeichnet den Durchmesser eines Tröpfchens, der das gleiche Verhältnis von Volumen zu Oberfläche hat wie der betrachtete zerstäubte Kraftstoff. Da die Antriebsleistung der erforderlichen Hochdruckpumpe jedoch den Kraftstoffverbrauch erhöht, muss das Motorsteuergerät beide Auswirkungen für jeden Betriebszustand ausbalancieren. Da der Vorlaufdruck in der Kraftstoffleitung zur Dosierung konstant gehalten werden muss, ist ein Bypass-Ventil als Kraftstoffdruckregler (Proportionalregler) in den Kraftstoffkreislauf eingebaut. Pulsationen und Einflüsse schneller Lastwechsel, die vom Druckregler nicht ausgeglichen werden können kompensiert ein zusätzlic her Kraftstoffdruckdämpfer.Startfunktionen启动功能30Während der Startphase muss das Motorsteuergerät im direkteinspritzenden Ottomotor folgende Aufgaben erfüllen:♦Synchronisation der Informationen von Kurbelwellen- und Nockenwellensensor und frühestmögliche Bereitstellung der Lageinformationen einzelnen Zylinder,♦Berechnung einer von der Starttemperatur abhängigen Korrekturmenge für die Einspritzung (Kalt ), um einen teilweisen Niederschlag des Kraftstoffes auf kalten metallisches Oberflächen zu kompensieren,♦Berechnung von Einspritzzeit und Einspritz-Phasing, u.a. abhängig von Drehzahl, Last, Kühlwassertemperatur und Anzahl der Arbeitsspiele, unter Berücksichtigung der gewählten Startstrategie (Hochdruckstart, Niederdruckstart)40♦Einbringung der Einspritzmenge in den nachstmöglichen Zylinder.Der Zylinder mit der ersten Einspritzung wird so gewählt, dass ein Einspritzen in ein offenes Auslassventil auf jeden Fall vermieden wird. Zündzeitpunkt und Drosselklappenposition sind in der Startphase fest vorgegeben. Erst nach dem Motorhochlauf und dem Überschreit en einer definierten Drehzahlschwelle erfolgt die Umschaltung auf die Sollwerte der Drehmomentenstruktur. Im Warmbetrieb erfolgt die Kompensation des Wandniederschlags bei der Berechnung der Einspritzmenge basierend auf einem Wandbenetzungsmodell.Will man die Entstehung von HC-Emissionen in der Kaltstartphase innermotorisch begrenzen, so ist eine Steuerung erforderlich, die flexibel auf sich sehr schnell verändernde Randbedingen 50instationärerkann. Ein vorgeschlagener Lösungsweg besteht in der zylinderdruck verlaufsbasierten Steuerung mit einem thermodynamisch 热力学的basierten Ansteuermodell für den Kaltstart. Die Kraftstoffmasse wird dabei mit dem Ziel der möglichst geringen Anreicherung zugemessen und der Zündzeitpunkt zyklusindividuell angepasst, um den Kraftstoffverbrauch u nd die Emissionen zu senken.。