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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Dieselbrennkraftmaschine mit homogener Kraftstoffverbrennung, wobei eine Zustandsgrösse im Zylinder, vorzugsweise der Druck, die Temperatur, der Ionenstrom oder das Ausgangs- signal eines optischen Messprinzips als Funktion des Kurbelwinkels erfasst und daraus ein Zylinderzustandssignal gewonnen wird.
Brennverfahren für Dieselbrennkraftmaschinen mit im Wesentlichen homogener
Verbrennung - so genannte alternative Dieselbrennverfahren - ermöglichen eine drastische Reduktion der Motoremissionen. Im Speziellen ist dabei eine gleich- zeitige Verringerung der Stickoxide und der Partikel im Motorabgas möglich.
Diese neuen Brennverfahren basieren auf einer Homogenisierung der Zylinder- ladung vor dem Verbrennungsereignis. Dieselbrennkraftmaschinen mit homo- gener Verbrennung sind beispielsweise aus den Druckschriften US 5,832. 880 A, US 6,260.520 Bl, US 6,276.334 Bl oder US 6,286.482 Bl bekannt.
Im Gegensatz zu konventionellen Brennverfahren ist jedoch bei alternativen Brennverfahren eine wesentlich höhere Empfindlichkeit der Motoremissionen (NOx, Partikel, HC, CO und Geräusch) auf die Motorbetriebsparameter (Einspritz- zeitpunkt, Abgasrückführrate, Frischlufttemperatur, Saugrohrtemperatur, Saug- rohrdruck, Abgasgegendruck, Kühlmitteltemperatur, Atmosphärendruck) zu be- obachten. Umgekehrt kann bereits durch eine relativ geringfügige Änderung der Abgasrückführrate um wenige Prozent beispielsweise eine deutliche Änderung der NOx-Emissionen erreicht werden. Fig. 1 zeigt in diesem Zusammenhang den Einfluss der Abgasrückführrate und des Einspritzzeitpunktes auf die NOx-Motor- emission bei alternativer Verbrennung. Auch auf Partikelemissionen haben Ein- spritzzeitpunkt und Abgasrückführrate namhaften Einfluss, wie aus fig. 2 ersicht- lich ist.
Bereits aus einer geringen Änderung des Einspritzzeitpunktes resultiert eine massive Beeinflussung der Partikelemission.
Aus dieser Tatsache resultiert somit die Forderung nach einer exakten Einhaltung der für alternative Brennverfahren notwendigen Motorbetriebsparameter, um das volle Potential der alternative Dieselbrennverfahren ausschöpfen zu können. Bei den derzeit eingesetzten Verfahren zur Berechnung bestimmter Motorbetriebs- parameter (z. B. Einspritzzeitpunkt und Sollwert der Abgasrückführrate) erfolgt innerhalb der Motorsteuerung eine reine Steuerung als funktion von Motordreh- zahl und Motorlast, also keine sogenannte "closed-loop"-Regelung. für konven- tionelle Brennverfahren, welche wesentlich geringere Empfindlichkeiten zwischen den Motorbetriebsparametern und den daraus resultierenden Motoremissionen aufweisen, ist diese reine Steuerung ausreichend.
Bei alternativen Brennver-
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fahren für Dieselmotoren sind jedoch wegen der beschriebenen Empfindlichkeiten diese Steuerungsverfahren nicht ausreichend und deshaib müssen neue Ver- fahren gesucht werden. Der Grund dafür ist, dass bei der derzeit angewendeten rein gesteuerten Berechnung bestimmter Motorbetriebsparameter, wie beispiels- weise Einspritzzeitpunkt und Abgasrückführrate, innerhalb der Motorsteuerung der Einfluss von Motordrehzahl, Motorlast, Frischlufttemperatur, Atmosphären- druck und Kühlmitteltemperatur nur statisch in Kennfeldern oder Kennlinien be- rücksichtigt wird.
Beim Betrieb eines Dieselmotors mit alternativer Verbrennung in Verbindung mit den derzeit üblichen Regelungsstrategien treten im Wesentlichen zwei kritische
Betriebszustände auf. Erstens wird bei einer zu hohen Abgasrückführrate die
Verbrennung instabil. Der Verbrennungsschwerpunkt liegt zu weit nach dem oberen Totpunkt der Zündung, woraus eine unvollständige Verbrennung mit ho- hen Emissionen (HC und CO) und ein instabiles Motordrehmoment resultiert.
Zweitens wird bei einer zu geringen Abgasrückführrate der Verbrennungsschwer- punkt in Richtung "früh" verschoben, was mit einem deutlichen Ansteigen des
Verbrennungsgeräusches verbunden ist.
Aus der DE 31 34 631 A1 ist eine Einrichtung zum Regeln der Abgasrückführrate bei einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung bekannt, bei der ein Soll-Zünd- verzugswert ermittelt und der Ist-Zündverzugswert auf diesen Sollwert geregelt wird. Dabei entstammt der Soll-Zündverzugswert einem Motorkennfeld. Die
Zündverzugszeit ergibt sich aus einem Vergleich der Signale, beispielsweise dem Spritzbeginn einer Einspritzdüse, und eines mit dem Brennraum in Verbindung stehenden Drucksensors.
Aus der GB 2 091 000 A ist eine automatische Regelung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Spitzendruck im Zylinder gemessen und mit einem Sollwert verglichen wird. Aufgrund dieser Abweichung wird als Stellgrösse der Einspritzzeitpunkt verändert.
Sowohl bei der DE 31 34 631 A1, als auch bei der GB 2 091 000 A wird nur eine Stellgrösse verändert. Dies ist für die Regelung einer Dieselbrennkraftmaschine mit homogener Verbrennung nicht ausreichend.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbrennung bei einer Dieselbrennkraft- maschine mit homogener Verbrennung auf möglichst einfache Weise und mög- lichst genau zu regeln.
Erfindungsgemäss wird dadurch erreicht, dass aus dem Zylinderzustandssignal zumindest zwei charakteristische Zykluskennwerte aus der Gruppe Massenum- satzpunkt des eingespritzten Kraftstoffes, maximaler Druckanstieg im Zylinder,
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Verbrennungsgeräusch, Brennbeginn oder Brenndauer ermittelt werden, dass die ermittelten Zykluskennwerte mit in einem Kennfeld hinterlegten Sollwerten für die Zykluskennwerte verglichen und eine vorhandene Abweichung zwischen den beiden Werten berechnet wird, und dass die Abweichung einem Regelalgorithmus zugeführt und als Stellgrösse der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung von min- destens einem Einspritzereignis, sowie der Inertgasanteil im Zylinder eingestellt werden. Damit kann die Verbrennung stabilisiert und die Geräusch- sowie Abgas- emissionen minimiert werden.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass als Zyk- luskennwerte der 50%-Massenumsatzpunkt des eingespritzten Kraftstoffes und der maximale Druckanstieg im Zylinder ermittelt werden.
Das neu entwickelte Verfahren beruht auf der Überlegung, bestimmte Motorbe- triebsparameter wie Einspritzzeitpunkt und Abgasrückführrate dynamisch in Ab- hängigkeit von solchen Grössen zu berechnen, welche den aktuellen Zustand in- nerhalb des Zylinders beschreiben.
Zur Erfassung des aktuellen Zylinderzustandes wird beispielsweise der Druck im Zylinder als Funktion des Kurbelwinkels mit einem Sensor erfasst. Aus diesem Sensorsignal werden in weiterer Folge in einem Intervall von 7200 Kurbelwinkel bestimmte charakteristische Zykluskennwerte berechnet. Der Druckverlauf in- nerhalb des Zylinders wird also durch zwei aus dem Druckverlauf selbst berech- nete Kennwerte beschrieben.
Diese beiden Kennwerte sind im Speziellen der Zeitpunkt des 50%igen Massen- umsatzes des eingespritzten Kraftstoffes und der maximale Druckanstieg im Zy- linder. Auch das Verbrennungsgeräusch, der Brennbeginn oder die Brenndauer sind als charakteristische Zykluskennwerte zur Beschreibung der Verbrennung einsetzbar.
Die Ermittlung der Zykluskennwerte kann entweder aus dem Ausgangssignalei- nes Sensors unter Ausnutzung eines akustischen, optischen, elektrischen. ther- modynamischen oder mechanischen Messprinzips oder über ein mathematisches Modell erfolgen. Auch eine Kombination eines sensorbasierten Ansatzes mit ei- nem modellbasierten Ansatz kann zur Anwendung kommen.
Im Rahmen des entwickelten Verfahrens wird in weiterer Folge jeder der aktuell ermittelten Zykluskennwerte mit den in Abhängigkeit von Motordrehzahl und Motorlast in je einem Kennfeld hinterlegten gewünschten Wert 'für die Zyklus- kennwerte verglichen und eine vorhandene Abweichung zwischen beiden Werten berechnet. Diese Abweichung wird in weiterer Folge einem Regelungsalgorithmus zugeführt. Der Regler berechnet dynamisch die für die Einhaltung des ge- wünschten Zylinderzustandes erforderlichen neuen Motorbetriebsparameter, wie
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Einspritzzeitpunkt und rückgeführte Abgasmasse Zusätzlich wird zu den vom
Regler berechneten Werten ein jeweils in einem Kennfeld (z. B. abhängig von
Motordrehzahl und Motorlast) hinterlegter Vorsteuerwert addiert, um die Dyna- mik des Gesamtsystems zu verbessern.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lässt sich im Gegensatz zu konventionel- len Steuerverfahren auch bei transientem Motorbetrieb der Verlauf der Verbren- nung emissionsoptimal und stabil beherrschen, in dem der Zeitpunkt der Kraft- stoffeinspritzung von mindestens einem Einspritzereignis und gleichzeitig der maximale Druckanstieg im Zylinder über den Inertgasanteil gemäss dem vom
Regler berechneten Vorgaben geregelt wird. Dabei ist gemäss einer vorteilhaften
Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass mittels des Regelalgo- rithmus die Stellgrössen Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung zumindest eines Ein- spritzereignisses und Inertgasanteil im Zylinder gleichzeitig eingestellt werden.
Zur Steuerung des Inertgases im Zylinder kann vorgesehen sein, dass die Zu- führung und Variation der Inertgasmasse in den Zylinder durch externe Abgas- rückführung oder durch zylinderinterne Abgasrückführung oder in Kombination von interner und externer Abgasrückführung durchgeführt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 den Einfluss des Einspritzzeitpunktes und der Abgasrückführrate auf die NOx-Motoremissionen, Fig. 2 den Einfluss des Einspritzzeitpunktes und der Abgasrückführrate auf die Partikelemissionen, Fig. 3 ein Zylinderdruck-Kur- belwinkeldiagramm, Fig. 4 schematisch eine Reglerstruktur des erfindungsge- mässen Verfahrens, Fig. 5 den Einfluss des Zeitpunktes der Kraftstoffeinspritzung auf die Lage des 50%-Massenumsatzpunktes, Fig. 6 den Einfluss der Inertgas- masse auf den maximalen Zylinderdruckanstieg, Fig. 7 den Zusammenhang zwi- schen dem maximalen Zylinderdruckanstieg und dem daraus resultierenden Verbrennungsgeräusch bei alternativer Verbrennung, Fig. 8 ein Ventilhub-Kur- belwinkeldiagramm für interne Abgasrückführung, Fig. 9 ein Diagramm mit ver- schiedenen Motorparametern bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfah- rens, Fig.
10 ein Drehzahl-Zeitdiagramm, Fig. 11 ein Drehmoment-Zeitdia- gramm, Fig. 12 ein 50%-Massenumsatz-Zeitdiagramm und Fig. 13 ein Motorge- räusch-Zeitdiagramm für transienten Motorbetrieb bei Durchführung des erfin- dungsgemässen Verfahrens.
Bei alternativen Brennverfahren, welche auf einer Homogenisierung der Zylin- derladung vor dem Verbrennungsereignis basieren, ist im Gegensatz zu konven- tionellen Brennverfahren eine wesentlich höhere Empfindlichkeit der Motoremis- sionen (NOx, Partikel, HC, CO und Geräusch) auf die Motorbetriebsparameter
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(Einspritzzeitpunkt, Abgasrückführrate AGR, Frischlufttemperatur, Saugrohrtem- peratur, Saugrohrdruck, Abgasgegendruck, Kühlmitteltemperatur, Atmosphären- druck) zu beobachten. In Fig. 1 ist der Einfluss der Abgasrückführrate AGR und des Einspritzzeitpunktes SOE vor dem oberen Totpunkt auf die NOx-Motoremis- sion bei alternativer Verbrennung als Beispiel dargestellt. Es zeigt sich, dass eine Änderung der Abgasrückführrate AGR um wenige Prozent eine deutliche Ände- rung der NOx-Emissionen zur Folge hat.
In Fig. 2 ist der Einfluss des Einspritz- zeitpunktes SOE vor dem oberen Totpunkt der Verbrennung und der Abgasrück- führrate AGR auf die Partikelemissionen Soot bei alternativer Verbrennung bei- spielhaft dargestellt. Aus einer geringen Änderung des Einspritzzeitpunktes SOE resultiert eine massive Beeinflussung der Partikelemissionen Soot.
Zur Erfassung des aktuellen Zylinderzustandes wird beim beschriebenen Verfah- ren der Druck im Zylinder als Funktion des Kurbelwinkels CA mit einem Sensor erfasst. Aus diesem Sensorsignal werden in weiterer Folge in einem Intervall von
720 Kurbelwinkel CA bestimmte charakteristische Grössen berechnet, welche im Ausführungsbeispiel der Zeitpunkt des 50%Massenumsatzes MFB50% des einge- spritzten Kraftstoffes und der maximale Druckanstieg im Zylinder Apmax pro Grad
Kurbelwinkel CA sind. In Fig. 3 ist exemplarisch der Zylinderdruck p über dem
Kurbelwinkel CA aufgetragen und der maximale Zylinderdruckanstieg #Pmax, so- wie der 50%-Massenumsatzpunkt MFB50% für einen bestimmten Einspritzzeit- punkt und eine bestimmte Abgasrückführrate eingezeichnet.
Daneben kann auch das Verbrennungsgeräusch S, der Brennbeginn oder die Brenndauer als -charak- teristische Grösse zur Beschreibung der Verbrennung herangezogen werden. Die Ermittlung der Zykluskennwerte erfolgt entweder aufgrund des Ausgangssignales eines Sensors unter Ausnutzung eines akustischen, optischen, elektrischen, thermodynamischen oder mechanischen Messprinzipes oder über ein mathema- tisches Modell. Auch eine Kombination eines sensorbasierten Ansatzes mit einem modellbasierten Ansatz kann zur Anwendung kommen.
Im Rahmen des entwickelten Verfahrens wird in weiterer Folge jeder der aktuell ermittelten Zykluskennwerte (Zeitpunkt des SO%igen Massenumsatzes MFB50% des eingespritzten Kraftstoffes und maximaler Druckanstieg Apmax) mit den in Abhängigkeit von Motordrehzahl n und Motorlast L in je einem Kennfeld hinter- legten gewünschten Werten MFB50%Soll und Apmax für die Zykluskennwerte ver- glichen und eine vorhandene Abweichung zwischen beiden Werten berechnet.
Diese Abweichung wird einem Regelungsalgorithmus zugeführt. -Eine mögliche Regelstruktur ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Der Regler PID berechnet auf- grund der Abweichung zwischen 50%-Massenumsatzpunkt-Sollwert MFB50%Soll vom 50%-Massenumsatzpunkt-Istwert MFB50% und der Abweichung des -maxi- malen Zylinderdruckanstieges-Sollwerts #Pmax,Soll vom maximalen Zylinderdruck-
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anstieg-Istwert Apmax dynamisch die für die Einhaltung des gewünschten Zylin- derzustandes erforderlichen Betriebsparameter, und zwar den Einspritzzeitpunkt
SOE und die Abgasrückführrate AGR, zur Ansteuerung des Einspritzventiles und des AGR-Ventiles bzw.
zur Ansteuerung eines Einlassventiles während des Aus- lasshubes (oder eines Auslassventiles während des Einlasshubes). Zusätzlich wird zu dem vom Regler PID berechneten Wert ein in einem Kennfeld zum Bei- spiel abhängig von der Motordrehzahl n und der Motorlast L hinterlegter Vorsteu- erwert SOEv und AGRv addiert, um die Dynamik des Gesamtsystems zu verbes- sern.
Wesentlich beim entwickelten Verfahren ist, dass zur emissionsoptimalen und stabilen Beherrschung von alternativen Dieselbrennverfahren auch bei transien- tem Motorbetrieb der Verlauf der Verbrennung, welche beispielsweise durch den
Zeitpunkt des 50%igen Massenumsatzes MFB50% oder der Brenndauer be- schrieben wird, über den vom Regler PID berechneten Zeitpunkt der Kraftstoff- einspritzung SOE von mindestens einem Einspritzereignis beeinflusst wird und gleichzeitig der maximale Druckanstieg Apmax im Zylinder über den Inertgasan- teil, also der Abgasrückführrate AGR geregelt wird.
In Fig. 5 ist beispielhaft dar- gestellt, wie die Lage des 50%-Massenumsatzpunktes MFB50% über dem Zeit- punkt der Kraftstoffeinspritzung SOE in Grad Kurbelwinkel CA vor dem oberen Totpunkt beeinflusst werden kann, auch wenn die in den Zylinder rückgeführte Abgasmasse variiert. Die in Fig. 5 eingetragenen Linien charakterisieren die Mas- senumsatzpunkte MFB50% für verschiedene Abgasrückführraten AGR, wobei die unterste Linie die geringste Abgasrückführrate repräsentiert. Damit gelingt es im transienten Motorbetrieb auftretende Temperaturänderungen wie beispielsweise Saugrohrtemperatur, Abgastemperatur oder Änderungen in der Zylinderfüllung (z. B. zu hoher AGR-Anteil) durch das beschriebene Verfahren zu kompensieren und damit eine emissionsoptimale und stabile Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu gewährleisten.
Zusätzlich wird beim entwickelten Verfahren die Motorgeräuschemission (be- schrieben durch den maximalen Druckanstieg Apmax im Zylinder) über den Inert- gasanteil in der Zylinderfüllung auf einen gewünschten Wert geregelt. In Fig. 6 ist beispielhaft dargestellt, wie der maximale Zylinderdruckanstieg Apmax und die damit verbundenen Motorgeräuschemission S über die im Zylinder vorhandene Inertgasmasse beeinflusst werden kann, auch wenn der Zeitpunkt der Kraftstoff- einspritzung SOE variiert Auf der Ordinate ist die Öffnungsdauer IVH zumindest eines Einlassventiles während eines Auslasstaktes aufgetragen, welche in direk- tem Zusammenhang mit der Inertgasmasse steht.
Die im Diagramm eingezeich- neten Linien zeigen verschiedene Kraftstoffeinspritzzeitpunkte SOE, wobei die oberste Linie einen frühen, die unterste Linie einen eher späten Einspritzzeit-
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punkt repräsentiert. Der Zusammenhang zwischen dem maximalen Zylinder- druckanstieg Apmax und dem daraus resultierenden Verbrennungsgeräusch S bei alternativer Verbrennung ist in Fig. 7 dargestellt. Die eingezeichneten Linien zei- gen verschiedene Kraftstoffeinspritzzeitpunkte SOE.
Beim entwickelten Verfahren kann die Zuführung und Variation der Inertgas- masse in den Zylinder entweder durch externe Rückführung (das heisst ausserhalb des Zylinderkopfes) oder durch zylinderinterne Rückführung (z. B. über veränder- bare Einlass- und Auslassventilsteuerzeiten) oder durch eine Kombination beider Rückführarten erfolgen.
Auch eine Veränderung der rückgeführten Abgasmasse durch Änderung des Saugrohrdruckes (z. B. über eine Drosselklappe oder einen Turbolader) oder durch Änderung des Abgasgegendruckes (z. B. über einen Abgasturbolader mit variablen Durchflussquerschnitt auf der Turbinenseite) kann zur Anwendung kommen.
Bei dem beschriebenen Verfahren dient der von einem Zylinderdrucksensor und einem Drehzahlsensor erfasste Druckverlauf als Rückmeldung über den aktuellen Zustand der Verbrennung im Zylinder. In weiterer Folge werden aus dem Druck- verlauf zwei Kennwerte (Zeitpunkt des 50%igen Massenumsatzes MFB50% des eingespritzten Kraftstoffes und der maximale Druckanstieg Apmax) berechnet, mit denen die Verbrennung charakterisiert wird. Die Zielwerte für die beiden cha- rakteristischen Grössen werden in zumindest drehzahl- und lastabhängigen Kennfeldern hinterlegt.
Das vorliegende Verfahren zur Regelung von alternativen Dieselbrennverfahren unterscheidet sich von bekannten Verfahren im Wesentlichen durch folgende Punkte :
1. Aus den Differenzen zwischen den tatsächlich aus dem Druckverlauf er- mittelten Kennwerten und den gewünschten Zielwerten werden über ei- nen Regleralgorithmus der Zeitpunkt SOE der Kraftstoffeinspritzung und die Inertgasmasse gleichzeitig beeinflusst.
2. Damit wird innerhalb der physikalisch möglichen Grenzen der Verbren- nungsschwerpunkt MFB50% und der maximale Zylinderdruckanstieg Apmax gleichzeitig und unabhängig voneinander auf gewünschte Zielwerte einge- stellt.
3. Das Verfahren kompensiert auch eine Änderung von zylinderexternen
Parametern (z. B. Atmosphärendruck, Ansauglufttemperatur, Kühlmittel- temperatur, Abgasgegendruck, Saugrohrdruck, Kraftstoffdruck) bei
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gleichzeitiger Einhaltung der geforderten Zielwerte (Zeitpunkt des
50%Massenumsatzes MFB50% des eingespritzten Kraftstoffes und maxi- maler Druckanstieg Apmax).
Als eine mögliche Anwendung des Verfahrens wird z. B. der Zeitpunkt des 50%-
Massenumsatzpunktes MFB50% des eingespritzten Kraftstoffes über den Ein- spritzzeitpunkt SOE geregelt. Der maximale Zylinderdruckanstieg wird über zy- linderinterne Abgasrückführung beeinflusst. Die zylinderinterne Abgasrückfüh- rung wird dabei z. B. durch ein zusätzliches Öffnen von zumindest einem Einlass- ventil während des Auslasstaktes realisiert. Fig. 8 zeigt beispielhaft die Ventil- hubkurven für diese Art der internen Abgasrückführung. Die vollgezogene Linie zeigt die Öffnung der Einlassventile, die strichlierte Linie die Öffnung der Aus- lassventile.
Um die Masse des rückgeführten Abgases AGR und damit den maxi- malen Zylinderdruckanstieg Apmax zu beeinflussen, wird zum Beispiels die Öff- nungsdauer IVH des Einlassventiles bei konstantem Öffnungsbeginn während des
Auslasstaktes geändert. Auch ein Öffnen von zumindest einem Auslassventil während des Einlasstaktes kann zur Durchführung einer internen Abgasrückfüh- rung zur Anwendung kommen. Weiters ist ein Ändern der Ventilüberschneidung im Bereich des oberen Totpunktes des Ladungswechsels möglich, um die interne rückgeführte Abgasmasse zu beeinflussen.
Fig. 9 zeigt beispielhaft Ergebnisse, welche mit dem entwickelten Verfahren bei alternativer Dieselverbrennung in einem stationären Betriebspunkt (bei kon- stanter Motordrehzahl n und Motorlast L) realisiert wurden. Bei der Anwendung des Verfahrens gelingt es z. B. das Verbrennungsgeräusch zu verändern und gleichzeitig die Lage des 50%-Massenumsatzpunktes MFB50% konstant zu hal- ten. Im Diagramm sind folgende Motorbetriebsparameter eingezeichnet: Verbrennungsgeräusch S, maximaler Zylinderdruckanstieg #Pmax, gewünschter maximaler Zylinderdruckanstieg #Pmax,Soll, Frischluftmasse ML, Zeitpunkt des 50%igen Kraftstoffumsatzes MFB50%, gewünschter Zeitpunkt des 50%igen Kraftstoffumsatzes MFB50%Soll, Einspritzzeitpunkt SOE. Die Kurven sind über der Zeit t aufgetragen.
Die Vorteile des Verfahrens für den transienten Motorbetrieb sind in den Fig. 10 bis 13 dargestellt. Wird bei alternativer Dieselverbrennung die Motorlast L (Fig. 11) und die Motordrehzahl n (Fig. 10) gleichzeitig zu höheren Werten geän- dert, beispielsweise bei einer Fahrzeugbeschleunigung, so ergibt sich ohne An- wendung des beschriebenen Verfahrens kurzzeitig eine zu hohe Abgasmasse in der Zylinderfüllung. Da der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung bei herkömm- lichen Verfahren gesteuert aus einem oder mehreren Kennfeldern berechnet wird, ist in dieser Phase die Kraftstoffeinspritzung für die aktuelle Gaszusammen- setzung im Zylinder zu spät. In Verbindung mit der zu hohen Abgasrückführrate
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AGR führt dies zu einer Verschiebung des 50%igen Massenumsatzpunktes MFB50% in Richtung spät (Fig. 12).
Dadurch sinkt das Motormoment L (Fig. 11) wegen des schlechteren Wirkungsgrades bei später Verbrennung. Im Extremfall kann dabei die Verbrennung auch zu Instabilitäten (Zündaussetzer) neigen.
Diese Situation ist in den Figuren 10 bis 13 durch die strichlierte Linie dargestellt.
Bei Anwendung des Verfahrens wird der Einspritzzeitpunkt SOE dynamisch über den Regler derart korrigiert, dass der Zeitpunkt des 50%-Massenumsatzpunktes MFB50% auch im transienten Motorbetrieb dem geforderten Wert folgt (Fig. 12). Damit wird die Verbrennung stabilisiert und der geforderte Momentenverlauf (Fig. 11) eingehalten. Weiters wird durch eine gleichzeitige Änderung der abgeführten Abgasmasse das Verbrennungsgeräusch S auf den geforderten Wert geregelt (Fig. 13). Der Verlauf der Motorkenngrössen Drehzahl n, Last L, 50%-Massenumsatzpunkt MFB50% und Verbrennungsgeräusch S ist in den Fig. 10 bis 13 bei Anwendung des Verfahrens durch vollgezeichnete Linien dargestellt.