DE102008004229A1

DE102008004229A1 - System und Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102008004229A1
Application number: DE102008004229A
Authority: DE
Inventors: Alessandro Catanese
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-01-14
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2009-07-16
Also published as: US20090204313A1; RU2009100941A; US8019528B2; CN101545409A

Abstract

Ein System zur Steuerung der Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor (1) weist einen ersten Sensor (14) auf, der in einer Brennkammer (2) mit variablem Volumen positioniert ist, und einen Schwingungssensor (12), der außerhalb der ersten und zweiten Brennkammern (2, 3, 4, 5) mit variablem Volumen positioniert ist. Ein erstes Signal vom ersten Sensor (14) wird verwendet, um den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen zu steuern, und eine Kombination des ersten Signals vom ersten Sensor (14) und des zweiten Signals vom Schwingungssensor (12) wird verwendet, um den Verbrennungsprozess in der mindestens einen zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen zu steuern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Steuern der Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor und auf einen Verbrennungsmotor, welcher das System aufweist.
Motoren mit sich hin und her bewegendem Kolben weisen typischerweise eine Vielzahl von Brennkammern mit variablem Volumen auf, wobei jede Kammer durch einen sich hin und her bewegenden Kolben in einer Zylinderbohrung definiert wird. Die Kolben sind mit einer Kurbelwelle gekoppelt, die durch die Bewegung der Kolben angetrieben wird, welche durch eine Gasexpansion in der Kammer verursacht wird. Diese Motoren arbeiten durch Komprimieren einer Luft/Brennstoff-Mischung im Arbeitszylinder vor der Zündung der Mischung oder durch Einspritzung von Brennstoff in heiße komprimierte Luft, um die Verbrennung einzuleiten. Die Kurbelwellenanordnung wandelt die Arbeit, welche durch den Verbrennungsprozess erzeugt wird, in Drehmoment um, welches am Ende der Kurbelwelle verfügbar ist.
Der Moment der Zündung in den Zylindern wird abhängig von einer Anzahl von Faktoren gesteuert, wie beispielsweise der Motordrehzahl und dem Luft/Brennstoff-Verhältnis. Da ein Motor typischerweise eine Vielzahl von Zylindern aufweist, muss der Verbrennungsprozess nicht nur in einem einzigen Zylinder, sondern in allen Zylindern gesteuert werden. Wenn der Verbrennungsprozess nicht ordnungsgemäß gesteuert wird, kann ein Motorklopfen auftreten, was große Wärmemengen in einem kurzen Zeitraum freigibt, was einen Schaden am Kolben, am Zylinderkopf und an der Zylinderkopfdichtung verursachen kann.
Die Steuerung des Verbrennungsprozesses ist ein spezielles Problem bei Motoren, die in einem HCCI-Betriebszustand (HCCI = homogeneous charge compression ignition = homogene Kompressionszündung) betrieben werden sollen, auch als AR-Verbrennung (AR = Activated Radical) oder ATAC (ATAC = Active Thermal Atmosphere Combustion) bekannt. Der HCCI-Betriebszustand ist ein Selbstzündungsbetriebszustand, der von dem Phänomen des Motorklopfens dahingehend abweicht, dass die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Brennstoff und Luft durch Lösen des Brennstoffes mit Luft und/oder Abgas verlangsamt wird, um eine Verbrennung zu erzeugen, die ausreichend langsam ist, um nicht den Motor zu beschädigen. Während der HCCI-Betrieb brennstoffeffizient ist, ist er schwierig zu steuern, da eine große Zeitverzögerung zwischen dem Beginn der Brennstoffeinspritzung und dem Beginn der Brennstoffverbrennung erforderlich ist.
Es ist bekannt, den Verbrennungsprozess unter Verwendung von im Zylinder liegenden Drucksensoren zu überwachen. Aus der Analyse des Verbrennungsdruckes innerhalb des Zylinders ist es möglich, den Beginn und die Geschwindigkeit des Verbrennungsprozesses zu bestimmen. Diese Informationen können verwendet werden, um den Verbrennungsprozess des nächsten Zyklus durch Steuerung der Brennstoffeinspritzzeitsteuerung und/oder des Öffnens und Schließens beispielsweise der Einlass- und Auslassventile zu steuern.
Es ist bekannt, einen Sensor in jedem Zylinder zu positionieren, der den Vorteil hat, eine detaillierte und besonders genaue Messung des Verbrennungsprozesses vorzusehen, die verwendet werden kann, um den Zündzeitpunkt zu steuern. Jedoch ist das Vorsehen eines im Zylinder liegenden Sensors in jedem der Zylinder teuer und kann, abhängig von der Motorkonstruktion, nicht möglich sein.
Es ist auch beispielsweise aus DE 102 33 612 A1 bekannt, die Verbrennungsphasen einer Vielzahl von Zylindern durch Verwendung von einem oder mehreren Schwingungssensoren zu steuern, die benachbart zu den Zylindern positioniert sind, beispielsweise am Motorkopf. Obwohl diese Anordnung den Vorteil von verringerten Kosten hat, sind jedoch die Informationen, die aus dieser indirekten Messung gewonnen werden können, relativ ungenau und die Verbesserung der Steuerung, die erreicht werden kann, ist begrenzt.
Es ist daher wünschenswert, ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor vorzusehen, welches zumindest einige dieser Probleme überwindet.
Dies wird durch den Gegenstand der Hauptansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Verbesserungen haben die Unteransprüche zum Gegenstand.
Ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor werden vorgesehen. Der Verbrennungsmotor weist eine erste Brennkammer mit variablem Volumen auf, die durch einen ersten Kolben definiert wird, der in einem ersten Zylinder hin und her läuft, und mindestens eine zweite Brennkammer mit variablem Volumen, wobei je de zweite Brennkammer mit variablem Volumen durch einen zweiten Kolben definiert wird, der in einem zweiten Zylinder hin und her läuft. Der Motor weist auch eine Kurbelwelle auf, die mit den ersten und zweiten Kolben gekoppelt ist und durch deren Bewegung angetrieben wird.
Zusätzlich sind zwei Abfühlmittel vorgesehen. Ein erstes Abfühlmittel ist in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen positioniert und ist geeignet, um ein erstes Signal zu liefern, welches den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen darstellt. Zweite Abfühlmittel in Form eines Schwingungssensors sind außerhalb der ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen positioniert und können ein zweites Signal liefern, welches den Verbrennungsprozess in den ersten, genauso wie in den zweiten, Brennkammern mit variablem Volumen darstellt. Das Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsphasen in einem solchen Verbrennungsmotor weist auf, das erste Signal vom ersten Sensor, der in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen positioniert ist, zu verwenden, um den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen zu steuern, und eine Kombination des ersten Signals vom ersten Sensor und des zweiten Signals von dem Schwingungssensor zu verwenden, um den Verbrennungsprozess in der mindestens einen zweiten Brennkammer mit variablem Volumen zu steuern.
Das System und das Verfahren haben den Vorteil, dass die Verbrennungsphasen unter Verwendung von nur einem im Zylinder liegenden Sensor gesteuert werden können. Daher sind in einem Ausführungsbeispiel die zweiten Brennkammern mit variablem Volumen ohne innerhalb der Zylinder angeordnete Sensoren vorgesehen. Dies verringert die Kosten der Teile genauso wie die Kosten des Motormanagementsystems. Weiterhin können das Sys tem und das Verfahren für Motoren verwendet werden, bei denen es nicht ausreichend Platz zur Aufnahme eines im Zylinder liegenden Sensors in jedem Zylinder gibt. Die ersten Abfühlmittel können ein Drucksensor sein und können, im Fall eines Dieselmotors, in der Glühkerze integriert sein. Solche Drucksensoren sind in der Technik bekannt. Jedoch könnten andere Sensorbauarten ebenfalls verwendet werden.
Der Schwingungssensor kann durch einen Klopfsensor vorgesehen werden, der auch ein Signal liefern kann, das ein Motorklopfen anzeigt. Daher kann ein einziger Schwingungssensor verwendet werden, um das Motorklopfen zu verhindern, genauso wie um die Verbrennungsphasen zu steuern. Dies hat den Vorteil, dass die Kosten verringert werden. Es ist auch möglich, eine Vielzahl von Schwingungssensoren vorzusehen und das Signal von jedem der Schwingungssensoren zu verwenden, um die Verbrennungsphasen in Übereinstimmung mit einem Verfahren gemäß der Erfindung zu steuern. Der Schwingungssensor kann irgendein in der Technik bekannter Schwingungssensor sein, wie beispielsweise ein piezoelektrischer Sensor. Ein Klopfsensor wird auch als ein Beschleunigungssensor oder Beschleunigungsmesser bezeichnet.
Bei einem Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsphasen gemäß der Erfindung wird das erste Signal vom ersten Sensor verwendet, um einen globalen Korrekturfaktor zur Steuerung der Verbrennungsphasen der ersten genauso wie der zweiten Brennkammern mit variablem Volumen zu berechnen. Der globale Korrekturfaktor kompensiert Variationen am Verbrennungsprozess, die durch allgemeine Motorabweichungen verursacht werden, wie beispielsweise Veränderungen der Motortemperatur, der Ladungstemperatur und der Abgasregeneration, die den Verbrennungsprozess in allen Brennkammern mit variablem Volumen beeinflussen.
Zusätzlich zu Veränderungen, die durch eine allgemeine Motorabweichung verursacht werden, können auch Veränderungen von Zylinder zu Zylinder auftreten. Diese können durch eine nicht homogene Abgasregeneration und durch eine nicht homogene Temperaturverteilung oder durch Variationen bei der Brennstoffeinspritzverteilung verursacht werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das zweite Signal vom Schwingungssensor verwendet, um eine Einstellung des Verbrennungsprozesses der mindestens einen zweiten Brennkammer mit variablem Volumen zu erzeugen, welche für jede der zweiten Brennkammern mit variablem Volumen spezifisch ist. Der Verbrennungsprozess in jedem Zylinder kann unabhängig eingestellt werden. Daher können Variationen beim Verbrennungsprozess in den einzelnen Zylindern bezüglich des Verbrennungsprozesses in den anderen Zylindern kompensiert werden, und die Verbrennungsphasen können durch nur einen im Zylinder liegenden Drucksensor und einen einzigen Klopfsensor gesteuert werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das zweite Signal vom Schwingungssensor verwendet, um eine Einstellung des Verbrennungsprozesses in der mindestens einen zweiten Brennkammer mit variablem Volumen zu erzeugen, die für jede der zweiten Brennkammern mit variablem Volumen spezifisch ist. Diese Einstellung des Verbrennungsprozesses innerhalb der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen geschieht relativ zum Verbrennungsprozess innerhalb der ersten Brennkammer mit variablem Volumen, wie durch den Schwingungssensor bestimmt.
Dies kann unter Verwendung des zweiten Signals vom Schwingungssensor ausgeführt werden, um einen für einen Zylinder spezifischen Korrekturfaktor zu berechnen, der Unterschiede beim Verbrennungszeitpunkt kompensiert, beispielsweise einen Unterschied beim Beginn der Verbrennung in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen im Vergleich zum Beginn der Verbrennung in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen. Dieser für den Zylinder spezifische Korrekturfaktor wird zum globalen Korrekturfaktor addiert, der aus dem ersten Signal vom ersten Sensor berechnet wurde. Die Summe dieser zwei Korrekturfaktoren sieht einen Korrekturfaktor vor, der für den einzelnen zweiten Zylinder spezifisch ist. Andere Vorteile außer beim Beginn der Verbrennung in den ersten und zweiten Kammern können verwendet werden, um den für einen Zylinder spezifischen Korrekturfaktor zu berechnen. Irgendein Ereignis, welches den Verbrennungsprozess in den Brennkammern mit variablem Volumen anzeigt, kann verwendet werden.
Beispielsweise wird ein Ereignis, welches den Verbrennungsprozess in den ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen anzeigt, aus dem zweiten Signal für alle Zylinder bestimmt, d. h. für die ersten und zweiten Brennkammern mit Variablem Volumen. Dieses Ereignis kann beispielsweise die Zündung des Brennstoffes sein. Das zweite Signal von dem Schwingungssensor kann eine Anzahl von Spitzen aufweisen, wobei jede Spitze der Zündung des Brennstoffes in jeder der ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen entspricht.
In manchen Ausführungsbeispielen ist ein Kurbelwellenpositionssensor vorgesehen. Wenn ein Kurbelwellensensor vorgesehen ist, wird die Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das den Verbrennungsprozess anzeigende Ereignis in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt, unter Verwendung des Kurbelwellensensors und des zweiten Signals in Kombination bestimmt. In ähnlicher Weise wird die Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das den Verbrennungsprozess anzeigende Ereignis in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt, unter Verwendung einer Kombination des zweiten Signals vom Schwingungssensor und des Kurbelwellensensors bestimmt. Der Unterschied zwischen der Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das Ereignis in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt, und der Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das Ereignis in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt, kann verwendet werden, um einen zylinderspezifischen Abweichungsfaktor für diese zweite Brennkammer mit variablem Volumen zu berechnen.
In einem weiteren Schritt dieses Verfahrens wird die Summe des zylinderspezifischen Korrekturfaktors und des globalen Korrekturfaktors, der aus dem ersten Signal von dem ersten Sensor erhalten würde, verwendet, um eine Einstellung des Verbrennungsprozesses in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen zu erzeugen. Diese Einstellung ist spezifisch für die zweite Brennkammer mit variablem Volumen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird dieses Verfahren für jede der zweiten Brennkammern mit variablem Volumen ausgeführt.
Das erste Signal vom ersten Sensor in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen kann auch in Kombination mit einem Kurbelwellenpositionssensor verwendet werden. Beispielsweise kann die Kombination des ersten Signals vom ersten Sensor und des Signals vom Kurbelwellenpositionssensor verwendet werden, um die Winkelposition der Kurbelwelle zu bestimmen, bei der ein vorbestimmter Bruchteil des Brennstoffes verbrannt ist, üblicherweise 50% des Brennstoffes.
Das erste Signal kann als die Rückführung für die Regelung der Verbrennungsphasen in den ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen verwendet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Parameter p1 aus dem ersten Signal bestimmt, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen charakteristisch ist. Ein globaler Abweichungsfaktor G des Parameters p1 von einem vorbestimmten Wert v des Parameters wird berechnet. G = (v – p1). Der Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen wird ansprechend auf den globalen Abweichungsfaktor G gesteuert. Es sei bemerkt, dass, wenn es keine Abweichung des Parameters p1 von dem vorbestimmten v gibt, G = 0 gilt und keine Einstellung ausgeführt wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens wird ein Parameter p'1 aus dem zweiten Signal bestimmt, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen charakteristisch ist. Der Parameter p'2, der für den Verbrennungsprozess in einer der zweiten Brennkammern mit variablem Volumen charakteristisch ist, wird aus dem zweiten Signal bestimmt. Der Unterschied zwischen den Parametern p'1 und p'2 wird berechnet, um einen zylinderspezifischen Abweichungsfaktor C vorzusehen, wobei gilt C = p'1–p'2.
Dieser zylinderspezifische Abweichungsfaktor ermöglicht, dass ein Unterschied bei der Zeitsteuerung des Verbrennungsprozesses zwischen den zweiten und ersten Brennkammern mit variablem Volumen kompensiert wird. Der Unterschied bei der Zeitsteuerung des Verbrennungsprozesses kann der Unterschied beim Beginn des Verbrennungsprozesses in den zwei Zylindern sein.
Der zylinderspezifische Abweichungsfaktor C wird zum globalen Abweichungsfaktor G addiert, und der Verbrennungsprozess in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen wird ansprechend auf die Summe des zylinderspezifischen Abweichungsfaktors und des globalen Abweichungsfaktors gesteuert. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird dieses Verfahren für jede der zweiten Brennkammern mit variablem Volumen ausgeführt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Parameter, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen charakteristisch ist, der aus dem ersten Signal erhalten würde, die Differenz des gemessenen Druckes und eines modellierten Druckes für die Kammer sein. Der modellierte Druck zeigt den Druck in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen an, wenn die Verbrennung nicht aufgetreten wäre.
Der Parameter p', der aus dem zweiten Signal erhalten würde, kann aus einer Spitze im Signal des Schwingungssensors bestimmt werden, die eine Zündung in den ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen anzeigt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Parameter p' die Winkelposition der Kurbelwelle, bei der eine Spitze im Signal des Schwingungssensors bestimmt wird, die eine Brennstoffzündung in den ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen anzeigt.
Der Motor kann geeignet sein, um in einem HCCI-Betriebszustand (HCCI = homogeneous charge compression ignition = homogene Kompressionszündung) zu arbeiten. Das Verfahren kann ausgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor im HCCI-Betriebszustand arbeitet oder wenn der Motor in einem herkömmlichen Verbrennungsbetriebszustand arbeitet.
Das Verfahren kann auch ausgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor in einem Funkenzündungsbetriebszustand arbeitet. Das Verfahren kann daher verwendet werden, um die Verbrennungsphasen in einem Dieselmotor genauso wie in einem Benzinmotor zu steuern.
Die Erfindung sieht auch ein System vor, welches gemäß einem der zuvor beschriebenen Verfahren gesteuert werden kann, und einen Verbrennungsmotor und ein Fahrzeug, die das System aufweisen.
Das System zur Steuerung der Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor, wie zuvor beschrieben, weist zwei Abfühlmittel gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Das System weist auch Steuermittel auf, die geeignet sind, um den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen unter Verwendung des Signals vom ersten Sensor zu steuern, und ist geeignet, um den Verbrennungsprozess in der mindestens einen zweiten Brennkammer mit variablem Volumen unter Verwendung einer Kombination des ersten Signals vom ersten Sensor und des zweiten Signals vom Schwingungssensor zu steuern.
Die Steuermittel können Betätigungsvorrichtungen aufweisen, um die Brennstoffeinspritzung und die Ventile usw. zu steuern, und eine Schaltung, die Halbleiterchips mit integrierter Schaltung und Speicherchips zur Analyse der Signale aufweist, die von den Sensoren geliefert werden, weiter zur Berechnung der Korrekturfaktoren und zur Ausgabe von Signalen zu den Betätigungsvorrichtungen zur Steuerung der Verbrennungsphasen.
In weiteren Ausführungsbeispielen weist das System Mittel auf, um den Brennstoffeinspritzzeitpunkt in den ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen zu steuern. In diesem Fall sind die Steuermittel auch geeignet, um den Verbrennungsprozess in den ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen durch Steuerung der Brennstoffeinspritzzeitsteuerung, des Einlassventils und/oder des Auslassventils zu steuern. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das System einen Kurbelwellenpositionssensor auf, der mit den Steuermitteln gekoppelt ist.
Das System weist weiter Mittel auf, um einen globalen Korrekturfaktor zu berechnen, um die Verbrennungsphasen der ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen aus dem ersten Signal zu berechnen, welches vom ersten Sensor geliefert wird.
Das System kann weiter Mittel aufweisen, um ein Ereignis aus dem zweiten Signal für jede der ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen zu bestimmen, welches den Verbrennungsprozess in den ersten und zweiten Brennkammern mit variablem Volumen anzeigt. Diese Mittel können geeignet sein, um eine Spitzendekonvolution bzw. Spitzenentfaltung eines Signals vom Schwingungssensor auszuführen.
Das System kann auch Mittel zur Berechnung der Zeitdifferenz des Ereignisses in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen im Vergleich zum Zeitpunkt des Ereignisses in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen aufweisen, um einen zylinderspezifischen Korrekturfaktor vorzusehen. Der Zeitpunkt des Ereignisses kann aus dem zweiten Signal bestimmt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das System einen Kurbelwellenpositionssensor auf, und die Steuermittel sind geeignet, um die Winkelposition der Kurbelwelle zu bestimmen, bei der das Ereignis in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt, und zwar aus einer Kombination des zweiten Signals und des Kurbelwellensensors. Die Steuermittel sind auch geeignet, um die Winkelposition der Kurbelwelle zu bestimmen, bei der das Ereignis in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt, und zwar aus einer Kombination des zweiten Signals und des Kurbelwellensensors. Die Steuermittel sind weiter geeignet, um einen zylinderspezifischen Abweichungsfaktor aus der Differenz der Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das Ereignis in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt, und der Winkelposition der Kurbelwelle zu berechnen, bei der das Ereignis in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen auftritt.
In weiteren Ausführungsbeispielen sind die Steuermittel geeignet, um einen Parameter p1 aus dem ersten Signal zu bestimmen, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen charakteristisch ist, und um einen globalen Abweichungsfaktor G des Parameters p1 aus einem vorbestimmten Wert v dieses Parameters zu berechnen. Die Steuermittel sind auch geeignet, um den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen ansprechend auf den berechneten globalen Abweichungsfaktor zu steuern.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Steuermittel geeignet, um einen Parameter p' aus dem zweiten Signal zu bestimmen, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer mit variablem Volumen und in den zweiten Brennkammern mit variablem Volumen charakteristisch ist. Die Steu ermittel sind geeignet, um einen zylinderspezifischen Abweichungsfaktor aus einer Abweichung des Parameters p' der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen und des Parameters p' der ersten Brennkammer mit variablem Volumen zu berechnen. Die Steuermittel sind weiter geeignet, um den zylinderspezifischen Abweichungsfaktor C zum globalen Abweichungsfaktor G zu addieren und den Verbrennungsprozess in der zweiten Brennkammer mit variablem Volumen entsprechend zu steuern, sodass diese die Summe des zylinderspezifischen Abweichungsfaktors und des globalen Abweichungsfaktors sind. Die Steuermittel sind auch geeignet, um dieses Verfahren auszuführen und den Verbrennungsprozess in allen zweiten Brennkammern mit variablem Volumen zu steuern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
1 veranschaulicht eine schematische Abbildung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs.
2 veranschaulicht eine schematische Abbildung eines Zylinders des Verbrennungsmotors der 1.
Die gleichen Bezugszeichen werden in den 1 und 2 verwendet, um das gleiche Merkmal zu bezeichnen.
1 veranschaulicht eine schematische Abbildung eines Verbrennungsmotors 1, der vier Zylinder 2, 3, 4 und 5 aufweist. Jeder Zylinder ist mit einem Brennstoffeinspritzventil 6 und einer Glühkerze 7 versehen. 1 veranschaulicht auch ein Auslass- bzw. Abgassystem 8, welches eine Turbine 16 eines Turboladers 9 antreibt, weiter ein Abgasrückzirkulationssystem 10 (Ü: zum Rückzirkulieren von Abgas und komprimierter Luft), die von einem Kompressor 17 des Turboladers 9 gelie fert wird, ein Common-Rail-Brennstoffeinlasssystem 11 zum Liefern einer Luft/Brennstoff-Mischung zu jedem der Zylinder 2, 3, 4 und 5. Ebenfalls sind in 1 verschiedene herkömmliche Sensoren und Steuerleitungen veranschaulicht, die nicht notwendigerweise beschrieben werden, wenn sie nicht direkt in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden.
Jeder Zylinder 2, 3, 4, 5 sieht eine Brennkammer mit variablem Volumen vor, die durch den Zylinder 2, 3, 4, 5 und einen Kolben 21 definiert wird, der sich in jedem Zylinder 2, 3, 4, 5 hin und her bewegt, wie in 2 veranschaulicht. Die Kolben 21 sind mit der Kurbelwelle 22 gekoppelt, sodass die Expansion der Luft/Brennstoff-Mischung auf eine Verbrennung in den Zylindern 2, 3, 4, 5 hin durch die Kurbelwelle 22 in Drehmoment umgewandelt wird.
Der Motor ist mit einem Klopfsensor 12 versehen, der am Motorkopf positioniert ist und mit Steuermitteln 13 gekoppelt ist. Dies ist durch eine gestrichelte Linie 18 veranschaulicht.
Der Klopfsensor 12 ist ein Schwingungssensor und erzeugt ein Signal, aus dem Informationen über den Verbrennungsprozess in jedem der vier Zylinder 2, 3, 4, 5 bestimmt werden kann. Zusätzlich wird der Klopfsensor 12 auch verwendet, um eine Klopfsteuerung des Verbrennungsmotors 1 vorzusehen. Der Klopfsensor 12 sendet ein zweites Signal an die Steuermittel 13.
Ein Drucksensor 14 ist in einem einzelnen Zylinder 2 vorgesehen. Die restlichen Zylinder 3, 4, 5 sind nicht mit einem im Zylinder liegenden Drucksensor versehen. Der im Zylinder lie gende Drucksensor 14 kann getrennt oder als mit der Glühkerze 7 integrierter Drucksensor vorgesehen sein.
Der Drucksensor 14, der im ersten Zylinder 2 positioniert ist, liefert ein erstes Signal an die Steuermittel 13, wie durch die gestrichelte Linie 19 gezeigt, woraus ein sehr detailliertes Bild des Verbrennungsprozesses innerhalb des ersten Zylinders 2 durch die Steuermittel 13 bestimmt werden kann.
Der Motor 1 weist auch einen Kurbelwellensensor 15 auf, der mit den Steuermitteln 13 gekoppelt ist, wie durch die gestrichelte Linie 20 gezeigt, und Mittel zur individuellen Steuerung der Brennstoffeinspritzung in jeden der Zylinder 2, 3, 4, 5 durch Brennstoffeinspritzventile 6. In einem alternativen, nicht in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel, weist der Motor 1 Mittel zur Steuerung der Einlass- und Auslassventile der Zylinder auf. Der Verbrennungsprozess in jedem Zylinder kann durch Steuerung des Einlassventils, des Auslassventils und/oder der Brennstoffeinspritzventile 6 gemäß einem Verfahren der Erfindung gesteuert werden.
Die Verbrennungsphasen in den vier Zylindern 2, 3, 4, und 5 werden bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung durch den folgenden Prozess gesteuert.
Der im Zylinder liegende Drucksensor 14 liefert ein erstes Signal an die Steuermittel 13, und der Kurbelwellensensor 15 liefert ein Signal an die Steuermittel 13. Aus der Kombination dieser Signale wird ein Parameter p berechnet, der den Verbrennungsprozess im Zylinder 2 darstellt. In diesem Beispiel ist der Parameter p die Winkelposition der Kurbelwelle 22, bei der 50% des Brennstoffes im Zylinder 2 verbrannt sind.
Dieser gemessene Parameter p wird mit einem vorbestimmten Wert v verglichen und die Differenz zwischen dem Wert p, der für den Zylinder 2 gemessen wird, und dem vorbestimmten Wert v wird bestimmt, und diese Differenz sieht einen globalen Korrekturfaktor G vor. Dieser Wert G zeigt Veränderungen der Verbrennungsphasen an, die durch die allgemeine Motorabweichung verursacht werden. Der Verbrennungsprozess im Zylinder 2 wird ansprechend auf diesen globalen Korrekturfaktor G gesteuert.
Der Klopfsensor 12 sendet ein zweites Signal an die Steuermittel 13, woraus die Steuermittel 13 ein Ereignis bestimmen, welches den Verbrennungsprozess in jedem der vier Zylinder anzeigt. Insbesondere bestimmen die Steuermittel 13 dieses Ereignis spezifisch für jeden der Zylinder 2, 3, 4, 5. Dieses Ereignis kann eine Brennstoffeinspritzung sein, da dies eine Spitze im Signal vom Klopfsensor 12 vorsieht.
Das Signal vom Klopfsensor 12 kann daher analysiert werden, um eine Spitze zu entfalten bzw. zu bestimmen, die eine Brennstoffeinspritzung in jedem der vier Zylinder 2, 3, 4, 5 anzeigt. Durch Verwendung einer Kombination des Signals vom Kurbelwellensensor 15 und des entfalteten Signals vom Klopfsensor 12 kann der Zeitpunkt der Brennstoffzündung in jedem der vier Zylinder 2, 3, 4, 5 bestimmt werden.
Obwohl die Informationen über den Brennstoffzündungsvorgang, die vom Klopfsensor 12 erhalten werden können, weniger genau sind als jene, die von dem im Zylinder liegenden Drucksensor 14 erhalten werden, werden die vom Klopfsensor 12 erhaltenen Informationen verwendet, um einen zusätzlichen zylinderspezifischen Korrekturfaktor C zu liefern, der zum globalen Korrekturfaktor G addiert wird und zur Steuerung des Verbrennungsprozesses in der zweiten Art von Zylindern 3, 4, 5 verwendet wird, die nicht mit einem im Zylinder liegenden Sensor versehen sind. Insbesondere wird die Zeitdifferenz des Ereignisses in jedem der drei zweiten Zylinder 3, 4, 5 relativ zum Zeitpunkt des Ereignisses, in diesem Beispiel der Brennstoffzündung, im ersten Zylinder 2 bestimmt. Daher wird für jeden der zweiten Zylinder 3, 4, 5 die Zeitdifferenz des Verbrennungsprozesses in den zweiten Zylindern 3, 4, 5 im Vergleich zum ersten Zylinder 2 bestimmt, sodass diese Differenz individuell für jeden der zweiten Zylinder 3, 4, 5 kompensiert werden kann, und zwar als eine Folge der Kombination des globalen Korrekturfaktors G, der aus dem ersten Signal von dem ersten Drucksensor 14 im ersten Zylinder 2 und dem zylinderspezifischen Korrekturfaktor C berechnet wurde, der aus dem zweiten Signal vom Klopfsensor 12 berechnet wurde.
Aus dem zweiten Signal wird die Zündung in den vier Zylindern 2, 3, 4, 5 beispielsweise bei p'2, bzw. p'3 bzw. p'4 bzw. p'5 bestimmt. Der zylinderspezifische Korrekturfaktor für den Zylinder 3 ist daher p'2–p'3, für den Zylinder 4 ist er p'2–p'4 und für den Zylinder 5 ist er p'2–p'5.
Die Korrekturfaktoren, die auf die vier Zylinder angewandt werden, sind daher für den Zylinder 2 G, für den Zylinder 3 G + (p'2–p'3), für den Zylinder 4 G + (p'2–p'4) und für den Zylinder 5 G + (p'2–p'5).
Daher ermöglichen das System und das Verfahren nicht nur, dass allgemeine Abweichungen bei den Verbrennungsphasen kompensiert werden, sondern auch Variationen von Zylinder zu Zy linder, um verbesserte Verbrennungsphasenabläufe vorzusehen. Da das Verfahren nur einen einzigen im Zylinder liegenden Drucksensor und einen einzigen Klopfsensor erfordert, können Kosten gegenüber einem System verringert werden, welches einen im Zylinder liegenden Drucksensor in jedem der Zylinder erfordert.
Insbesondere sind das System und das Verfahren dahingehend vorteilhaft, dass sie in Motorkonstruktionen verwendet werden können, bei denen es physisch nicht möglich ist, einen im Zylinder liegenden Sensor in jedem der Zylinder des Motors zu setzen. Obwohl nur ein im Zylinder liegender Sensor vorgesehen ist, können Variationen von Zylinder zu Zylinder trotzdem durch die kombinierte Anwendung des im Zylinder liegenden Drucksensors 14 und des Klopfsensors 12 kompensiert werden.
Das obige Ausführungsbeispiel eines Systems und eines Verfahrens zur Steuerung der Verbrennungsphasen ist in Verbindung mit einem Dieselmotor beschrieben worden. Jedoch können das System und das Verfahren auch verwendet werden, um die Verbrennungsphasen in einem funkengezündeten Motor oder Benzinmotor zu steuern, und sie können auch vorteilhafterweise verwendet werden, um die Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor zu steuern, der geeignet ist, um in einem HCCI-Betriebszustand zu arbeiten.

1: Verbrennungsmotor
2: erster Zylinder
3: zweiter Zylinder
4: dritter Zylinder
5: vierter Zylinder
6: Brennstoffeinspritzventil
7: Glühkerze
8: Auslasssystem
9: Turbolader
10: Abgasrückzirkulationssystem
11: Common-Rail-Brennstoffliefersystem
12: Klopfsensor
13: Steuermittel
14: Drucksensor
15: Kurbelwellenpositionssensor
16: Turbine
17: Kompressor
18: Klopfsensorsignalleitung
19: Drucksensorsignalleitung
20: Kurbelwellensensorsignalleitung
21: Kolben
22: Kurbelwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10233612 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Steuerung von Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor (1), wobei der Motor (1) Folgendes aufweist: eine erste Brennkammer (2) mit variablem Volumen, die durch einen ersten Kolben (21) definiert wird, der sich in einem ersten Zylinder hin und her bewegt, mindestens eine zweite Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen, die jeweils durch einen zweiten Kolben (21) definiert wird, der sich in einem zweiten Zylinder hin und her bewegt; eine Kurbelwelle (22), die mit den ersten und zweiten Kolben (21) gekoppelt ist und durch deren Bewegungen angetrieben wird, einen ersten Sensor (14), der in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen positioniert ist und geeignet ist, um ein erstes Signal zu liefern, welches den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen darstellt, und einen Schwingungssensor (12), der außerhalb der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen positioniert ist und ein zweites Signal liefern kann, welches den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen darstellt, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Verwenden des ersten Signals vom ersten Sensor (14), um den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen zu steuern, und Verwenden einer Kombination des ersten Signals vom ersten Sensor (14) und des zweiten Signals vom Schwin gungssensor (12), um den Verbrennungsprozess in der mindestens einen zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal vom ersten Sensor (14) verwendet wird, um einen globalen Korrekturfaktor G zur Steuerung der Verbrennungsphasen der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal vom Schwingungssensor (12) verwendet wird, um eine Einstellung des Verbrennungsprozesses der mindestens einen zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen zu erzeugen, die für jede der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen spezifisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal vom Schwingungssensor (12) verwendet wird, um eine Einstellung des Verbrennungsprozesses der mindestens einen zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen zu erzeugen, die für jede der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen spezifisch ist, und zwar relativ zum Verbrennungsprozess der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal vom Schwingungssensor (12) verwendet wird, um einen zylinderspezifischen Korrekturfaktor C zur Kompensation einer Differenz beim Verbrennungszeitpunkt in der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen im Vergleich zum Verbrennungszeitpunkt in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen zu kompensieren, und der zylinderspezifische Korrekturfaktor C zum globalen Korrekturfaktor G addiert wird, der aus dem ersten Signal vom ersten Sensor (14) berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ereignis, welches den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und in den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen anzeigt, aus dem zweiten Signal für sowohl die erste Brennkammer (2) mit variablem Volumen als auch die zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis, welches den Verbrennungsprozess anzeigt, die Zündung des Brennstoffes ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelposition der Kurbelwelle (22), bei der das Ereignis in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen auftritt, unter Verwendung des zweiten Signals und eines Kurbelwellensensors (15) bestimmt wird, die Winkelposition der Kurbelwelle (22), bei der das Ereignis in der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen auftritt, unter Verwendung des zweiten Signals und des Kurbelwellensensors (15) bestimmt wird, und die Differenz zwischen der Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das Ereignis in der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen auftritt, und der Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das Ereignis in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen auftritt, verwendet wird, um einen zylinderspezifischen Abweichungsfaktor C zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe des zylinderspezifischen Korrekturfaktors C und des globalen Korrekturfaktors G verwendet wird, um eine Einstellung des Verbrennungsprozesses der mindestens einen zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen zu erzeugen, die für jede der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen spezifisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelposition der Kurbelwelle (22), bei der ein vorbestimmter Anteil MFBx des Brennstoffes verbrannt ist, aus dem ersten Signal bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (14) ein Drucksensor ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (12) ein Klopfsensor ist, der am Motorkopf positioniert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal als eine Rückführung für eine Regelung der Verbrennungsphasen in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen durch Einstellung der Brennstoffeinspritzzeitsteuerung gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parameter p1 aus dem ersten Signal bestimmt wird, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen charakteristisch ist; ein globaler Abweichungsfaktor G des Parameters p1 aus einem vorbestimmten Wert v des Parameters berechnet wird, wobei gilt G = (v – p1), und der Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen ansprechend auf den globalen Abweichungsfaktor G gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, welches weiter Folgendes aufweist: Bestimmen eines Parameters p'1 aus dem zweiten Signal, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen charakteristisch ist, Bestimmen eines Parameters p'2 aus dem zweiten Signal, der für den Verbrennungsprozess in einer der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen charakteristisch ist, Bestimmen einer Abweichung des Parameters p'2 der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen vom Parameter p'1 der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen, um einen zylinderspezifischen Abweichungsfaktor C vorzusehen, um eine Differenz beim Beginn des Verbrennungsprozesses in der erwähnten einen zweiten Brennkammer mit variablem Volumen im Vergleich zum Beginn der Verbrennung in der ersten Brennkammer mit Variablem Volumen zu kompensieren, wobei gilt C = (p'1–p'2), Addieren des zylinderspezifischen Abweichungsfaktors C zum globalen Abweichungsfaktor G, und Steuern des Verbrennungsprozesses in der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen, ansprechend auf die Summe (G + C) des zylinderspezifischen Abweichungsfaktors und des globalen Abweichungsfaktors.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach Anspruch 16 für jede der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter p1, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen charakteristisch ist, die Winkelposition der Kurbelwelle ist, bei der 50% des Brennstoffes verbrannt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter p1, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen charakteristisch ist, die Differenz des gemessenen Druckes und eines modellierten Druckes ist, der den Druck in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen anzeigt, wenn keine Verbrennung aufgetreten wäre.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter p'1 und p'2, die für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und in den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen charakteristisch sind, aus einer Spitze im Signal des Schwingungssensors (14) bestimmt werden, welche die Brennstoffzündung in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen anzeigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter p'1 und p'2, die für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und in den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen charakteristisch sind, die Winkelpositionen der Kurbelwelle (22) sind, bei der eine Spitze im Signal des Schwingungssensors (14) bestimmt wird, die eine Brennstoffzündung in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen anzeigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) geeignet ist, um in einem HCCI-Betriebszustand zu arbeiten, und wobei das Verfahren ausgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor (1) in einem HCCI-Betriebszustand arbeitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) geeignet ist, um in einem HCCI-Betriebszustand zu arbeiten, und wobei das Verfahren ausgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor (1) in einem herkömmlichen Verbrennungsbetriebszustand arbeitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ausgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor (1) in einem funkengezündeten Betriebszustand arbeitet.
System zur Steuerung von Verbrennungsphasen in einem Verbrennungsmotor (1), wobei der Motor (1) Folgendes aufweist: eine erste Brennkammer (2) mit variablem Volumen, die durch einen ersten Kolben (21) definiert wird, der sich in einem ersten Zylinder hin und her bewegt, mindestens eine zweite Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen, die jeweils durch einen zweiten Kolben (21) definiert wird, der sich in einem zweiten Zylinder hin und her bewegt; eine Kurbelwelle (22), die mit den ersten und zweiten Kolben (21) gekoppelt ist und durch deren Bewegungen angetrieben wird, wobei das System Folgendes aufweist: einen ersten Sensor (14), der in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen positioniert ist und geeignet ist, um ein erstes Signal zu liefern, welches den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen darstellt, wobei die zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen ohne einen Sensor in der Brennkammer (3, 4, 5) vorgesehen sind, und einen Schwingungssensor (12), der außerhalb der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen positioniert ist und ein zweites Signal liefern kann, welches den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen darstellt, Steuermittel (13), die geeignet sind, um den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen unter Verwendung des ersten Signals vom ersten Sensor (14) zu steuern, und die geeignet sind, um den Verbrennungsprozess in der mindestens einen zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen unter Verwendung einer Kombination des ersten Signals vom ersten Sensor (14) und des zweiten Signals vom Schwingungssensor (12) zu steuern.
System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (14) ein Drucksensor ist.
System nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (12) ein Klopfsensor ist, der am Motorkopf positioniert ist.
System nach einem der Ansprüche 25 bis 27, welches weiter Mittel aufweist, um den Brennstoffeinspritzzeitpunkt in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und in den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen zu steuern, wobei die Steuermittel (13) geeignet sind, um den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen durch Steuerung des Brennstoffeinspritzzeitpunktes zu steuern.
System nach einem der Ansprüche 25 bis 28, welches weiter Mittel aufweist, um einen globalen Korrekturfaktor G zur Steuerung der Verbrennungsphasen der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen aus dem ersten Signal vom ersten Sensor (14) zu berechnen.
System nach einem der Ansprüche 25 bis 29, welches weiter Mittel zur Bestimmung eines Ereignisses aufweist, welches den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen und in den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen anzeigt, und zwar aus dem zweiten Signal für sowohl die erste Brennkammer (2) mit variablem Volumen als auch die zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen.
System nach Anspruch 30, welches weiter Mittel zur Berechnung der Zeitsteuerdifferenz des Ereignisses in den zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen im Vergleich zu dem Zeitsteuerereignis in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen aufweist, um einen zylinderspezifischen Korrekturfaktor C vorzusehen.
System nach einem der Ansprüche 25 bis 30, welches weiter einen Kurbelwellenpositionssensor (15) aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuermittel (13) geeignet sind, um aus dem zweiten Signal und vom Kurbelwellensensor (15) die Winkelposition der Kurbelwelle zu bestimmen, bei der das Ereignis in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen auftritt, um die Winkelposition der Kurbelwelle aus dem zweiten Signal und dem Kurbelwellensensor (15) zu bestimmen, bei der das Ereignis in der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen auftritt, und einem zylinderspezifischen Abweichungsfaktor C aus der Differenz zwischen der Winkelposition der Kurbelwelle, bei der das Ereignis in der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen auftritt, und der Winkelposition der Kurbelwelle zu berechnen, bei der das Ereignis in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen auftritt.
System nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (13) geeignet sind, um einen Parameter p1 aus dem ersten Signal zu bestimmen, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen charakteristisch ist, um einen globalen Abweichungsfaktor G des Parameters p1 aus einem vorbestimmten Wert v des Parameters zu berechnen, wobei gilt G = (v – p1), und den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen ansprechend auf den globalen Abweichungsfaktor G zu steuern.
System gemäß Anspruch 33, wobei die Steuermittel weiter geeignet sind, um Folgendes auszuführen: einen Parameter p'1 aus dem zweiten Signal zu bestimmen, der für den Verbrennungsprozess in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen charakteristisch ist, einen Parameter p'2 aus dem zweiten Signal zu bestimmen, der für den Verbrennungsprozess in einer der zweiten Brennkammern (3, 4, 5) mit variablem Volumen charakteristisch ist, einen zylinderspezifischen Abweichungsfaktor C zu berechnen, um eine Differenz beim Beginn des Verbrennungsprozesses in der erwähnten einen zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen im Vergleich zum Beginn der Verbrennung in der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen zu kompensieren, und zwar aus einer Abweichung des Parameters p'2 der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen vom Parameter p'1 der ersten Brennkammer (2) mit variablem Volumen, wobei gilt C = (p'1–p'2) den zylinderspezifischen Abweichungsfaktor C zum globalen Abweichungsfaktor G zu addieren, und den Verbrennungsprozess in der zweiten Brennkammer (3, 4, 5) mit variablem Volumen ansprechend auf die Summe (G + C) des zylinderspezifischen Abweichungsfaktors und des globalen Abweichungsfaktors zu steuern.
Verbrennungsmotor (1), der das System nach einem der Ansprüche 25 bis 34 aufweist.
Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein funkengezündeter Motor ist.
Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Dieselmotor ist.
Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) geeignet ist, um in einem HCCI-Betriebszustand betrieben zu werden.
Fahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 35 bis 38 aufweist.