DE102009020120B3 - Method for obtaining information over impact of individually selected cylinder in internal combustion engine of motor vehicle, involves determining exhaust gas delivery of selected cylinder depending on measuring result of lambda sensor - Google Patents

Method for obtaining information over impact of individually selected cylinder in internal combustion engine of motor vehicle, involves determining exhaust gas delivery of selected cylinder depending on measuring result of lambda sensor Download PDF

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Abstract

The method involves operating a combustion engine such that multiple exhaust valves (12a-12f) are opened in a predetermined time period. A part of another multiple exhaust valves (14a-14f) of multiple selected cylinders (10a-10f) is closed, where one of the exhaust valves (14a) is opened in the time period. The selected cylinder is loaded with fuel and air according to desired value, and an exhaust gas delivery of the selected cylinder and desired value are determined and compared respectively depending on a measuring result of a lambda sensor (28). An independent claim is also included for a method for operating a combustion engine as a part of a device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewinnen einer Information über die sollgemäße Beaufschlagung eines einzelnen ausgewählten Zylinders mit Kraftstoff sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, und zwar in einer ganz bestimmten Vorrichtung:
Die Vorrichtung umfasst eine Brennkraftmaschine und Mittel zur Abgasnachbearbeitung. Solche Vorrichtungen werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt. In an sich bekannter Weise sollen in der Vorrichtung eine Mehrzahl von Zylindern gleichzeitig mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Die Brennkraftmaschine soll turboaufgeladen sein, d. h. durch das austretende Abgas wird gleichzeitig die eintretende Luft verdichtet. Bei turboaufgeladenen Brennkraftmotoren ergibt sich das Problem, dass die Turbine des Turboladers entweder auf hohe oder auf geringe Abgasmassen auszulegen ist. Wenn die Turbine bzgl. der Dimensionierung auf große Abgasmassen für eine hohe Spitzenleistung ausgelegt wurde, stellt sich bei kleinen Abgasmassen eine geringe Effektivität des Turboladers ein, was man auch als Turboloch bezeichnet. Um diesen Effekt möglichst zu verringern, verbaut man die Turbolader in Registeranordnung. Vorliegend soll in der Vorrichtung vorgesehen sein, dass jeder Zylinder ein erstes und ein zweites Auslassventil aufweist. Das erste Auslassventil aller Zylinder führt zu einem ersten Abgasstrang, in dem eine Turbine eines Turboladers und eine erste Lambdasonde, typischerweise an einem Katalysator im ersten Abgasstrang, vorgesehen sind. Das zweite Auslassventil führt zu einem zweiten Abgasstrang, der dieselben Eigenschaften wie der erste Abgasstrang hat. Die beiden Auslassventile sind bevorzugt jeweils zu- bzw. abschaltbar, wie dies zum Beispiel auch in der DE 41 17 874 A1 für eine Brennkraftmaschine mit zwei gesonderten Abgassträngen beschrieben ist. Werden die einzelnen Auslassventile und anschließenden Abgaskanäle wie vorliegend zu unterschiedlichen Turboladern geführt, so ergibt sich die Möglichkeit, durch gruppenweises Abschalten der Auslassventile eine gewünschte Verschaltung der Turbolader zu realisieren.The invention relates to a method for obtaining information about the appropriate admission of a single selected cylinder with fuel and a method for operating an internal combustion engine, in a very specific device:
The device comprises an internal combustion engine and means for exhaust gas post-processing. Such devices are used in motor vehicles. In a manner known per se, a plurality of cylinders are to be supplied with fuel simultaneously in the device. The internal combustion engine should be turbocharged, ie the exiting exhaust gas at the same time the incoming air is compressed. In turbocharged internal combustion engines, there is the problem that the turbine of the turbocharger is designed to either high or low exhaust masses. If the turbine was designed with regard to the dimensioning of large exhaust gas masses for a high peak power, turns on small exhaust gas masses a low efficiency of the turbocharger, which is also referred to as turbo lag. In order to reduce this effect as far as possible, installed the turbocharger in register arrangement. In the present case, it should be provided in the device that each cylinder has a first and a second outlet valve. The first exhaust valve of all cylinders leads to a first exhaust gas line in which a turbine of a turbocharger and a first lambda probe, typically on a catalytic converter in the first exhaust gas line, are provided. The second exhaust valve leads to a second exhaust line, which has the same characteristics as the first exhaust line. The two exhaust valves are preferably switched on or off, as for example in the DE 41 17 874 A1 is described for an internal combustion engine with two separate exhaust strands. If the individual exhaust valves and subsequent exhaust ducts are routed to different turbochargers as in the present case, the result is the possibility of realizing a desired interconnection of the turbochargers by switching off the exhaust valves in groups.

Aus der DE 10 2004 028 482 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem ersten und einem zweiten Abgasstrang bekannt. Die Brennkraftmaschine umfasst auch einen Satz von Zylindern mit jeweils einem ersten und einem zweiten Auslassventil. Die Gruppe aller ersten Auslassventile ist dabei mit dem ersten Abgasstrang und die Gruppe aller zweiten Auslassventile mit dem zweiten Abgasstrang verbunden. In beiden Abgassträngen ist auch jeweils ein Turbolader mit einem Verdichter und einer Turbine angeordnet. Auch mehrere Lambdasonden sind in den Abgassträngen vorgesehen.From the DE 10 2004 028 482 A1 is an internal combustion engine with a first and a second exhaust line known. The internal combustion engine also includes a set of cylinders each having first and second exhaust valves. The group of all first exhaust valves is connected to the first exhaust line and the group of all second exhaust valves to the second exhaust line. In both exhaust gas lines, a turbocharger with a compressor and a turbine is also arranged in each case. Also several lambda probes are provided in the exhaust gas lines.

Die DE 10 2007 046 657 A1 beschreibt ebenfalls eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die je wenigstens zwei Auslassventile aufweisen. Auch hier sind die ersten Auslassventile zumindest einiger der Zylinder mit einer ersten Auslasskanalanordnung verbunden. Analog ist zumindest ein Teil der zweiten Auslassventile mit einer zweiten Auslasskanalanordnung verbunden. Beide Auslasskanalanordnungen führen in jeweils einen zugeordneten Abgasturbolader.The DE 10 2007 046 657 A1 also describes an internal combustion engine having a plurality of cylinders each having at least two exhaust valves. Again, the first exhaust valves of at least some of the cylinders are connected to a first exhaust passage arrangement. Analogously, at least a part of the second outlet valves is connected to a second outlet channel arrangement. Both exhaust duct arrangements lead in each case to an associated exhaust gas turbocharger.

In einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art kann es vorkommen, dass bei Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases aller Zylinder gemeinsam auf einen vorbestimmten Wert, zum Beispiel von λ gleich Eins, der eine Zylinder ein höheres Luft-Kraftstoff-Verhältnis seines Abgases zeigt, was durch ein niedriges Luft-Kraftstoffgemisch-Verhältnis bei einem anderen Zylinder ausgeglichen wird. Dadurch kann es insgesamt zu nicht erwünschten übermäßigen Emissionen von Abgasen führen. Soweit diese durch einen Katalysator abgepuffert werden, wird dieser ständig aktiviert und kann frühzeitig altern.In A device of the type described above may occur that in controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas of all Cylinder together to a predetermined value, for example of λ equals one, one cylinder a higher one Air-fuel ratio of its exhaust gas, which is due to a low air-fuel ratio is compensated for another cylinder. This can do it altogether to unwanted excessive emissions lead from exhaust gases. So far these are buffered by a catalyst, this is constantly activated and can be early aging.

Es ist daher notwendig, zu jedem einzelnen Zylinder zu ermitteln, wie seine Ansteuerung, die seine Beaufschlagung mit Kraftstoff (und Luft) gemäß einer Sollvorgabe bewirken soll, sich in der Ist-Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemischs seines Abgases auswirkt. Es muss somit eine On-Board- Diagnose der einzelnen Zylinder möglich sein. Wünschenswert wäre, wenn Abweichungen zwischen Sollverhalten und Istverhalten ausgeglichen werden könnten.It is therefore necessary to determine each cylinder, such as its driving, which its admission with fuel (and Air) according to a Target specification should result in the actual composition of the air-fuel mixture of its exhaust gas. It must therefore be an on-board diagnosis of each Cylinder possible be. Desirable would be if Deviations between nominal behavior and actual behavior balanced could become.

Eine zylinderselektive Lambdamessung sowie -regelung bei mehrflutigen Abgasanlagen ist bereits aus der DE 101 15 956 A1 bekannt. Auch hier werden mehrere Lambdasonden in zwei Abgassträngen eingesetzt. Jedoch sind die Abgasstränge keinen jeweils unterschiedlichen Auslassventilen der Zylinder zugeordnet. Eine Identifikation der Zylinder erfolgt deshalb über eine zeitliche Korrelation des Sensorsignals mit der Zündfolge der Zylinder.A cylinder-selective lambda measurement and control in multi-flow exhaust systems is already out of the DE 101 15 956 A1 known. Again, several lambda probes are used in two exhaust gas lines. However, the exhaust lines are not assigned to each different exhaust valves of the cylinder. An identification of the cylinder therefore takes place via a temporal correlation of the sensor signal with the firing order of the cylinders.

Somit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Gewinnen einer Information über die sollgemäße Beaufschlagung eines einzelnen ausgewählten Zylinders in einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen.Consequently It is an object of the invention to provide a method for obtaining information about the appropriate admission a single selected one To provide cylinder in a device of the type described above.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Schritten gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The Task is by a method with the steps according to claim 1 solved.

In Weiterführung dieser Erfindung wird ein Verfahren gemäß Patentanspruch 6 zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitgestellt.In continuation This invention is a method according to claim 6 for operating a Internal combustion engine in a device of the type described above Kind provided.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Gewinnen einer Information umfasst somit, dass die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass alle ersten Ventile im Takt der Brennkraftmaschine geöffnet werden. Hingegen bleibt ein Teil der zweiten Ventile geschlossen, und zwar soll das zweite Ventil des ausgewählten Zylinders im Takt der Brennkraftmaschine geöffnet werden. Das zweite Ventil des ausgewählten Zylinders kann das einzige zweite Ventil sein, das geöffnet wird, das Verfahren kann jedoch auch durchgeführt werden, wenn auf sonstige Weise gewährleistet ist, dass Ergebnisse dem ausgewählten Zylinder zugeordnet werden können, zum Beispiel indem nacheinander die zweiten Ventile unterschiedlicher Zylinder, die vom ausgewählten Zylinder verschieden sind, geöffnet werden. Nun wird der ausgewählte Zylinder gemäß einer Sollvorgabe mit Kraftstoff und Luft beaufschlagt. Im zweiten Abgasstrang landet dann das Abgas von dem ausgewählten Zylinder, sodass anhand von Messergebnissen der zweiten Lambdasonde die Ist-Beaufschlagung des ausgewählten Zylinders ermittelt werden kann. Dann kann diese Ist-Beaufschlagung mit der Sollvorgabe verglichen werden.The inventive method for Ge Winning information thus includes that the internal combustion engine is operated such that all first valves are opened in time with the internal combustion engine. On the other hand, a part of the second valves remains closed, and that is to open the second valve of the selected cylinder in time with the internal combustion engine. The second valve of the selected cylinder may be the only second valve that is opened, however, the method may also be performed if otherwise it is ensured that results can be assigned to the selected cylinder, for example by successively selecting the second valves of different cylinders , which are different from the selected cylinder, to be opened. Now, the selected cylinder is acted upon in accordance with a target specification with fuel and air. In the second exhaust line, the exhaust gas then lands from the selected cylinder, so that the actual admission of the selected cylinder can be determined on the basis of measurement results of the second lambda probe. Then this actual admission can be compared with the target specification.

Die Brennkraftmaschine kann ganz normal arbeiten, und gleichzeitig kann zu dem ausgewählten Zylinder ermittelt werden, ob und gegebenenfalls in welchem Ausmaß die Ist-Abgabe von Abgas mit dem Soll übereinstimmt.The Internal combustion engine can work quite normally, and at the same time can to the selected cylinder be determined whether and, if so, to what extent the actual levy of exhaust matches the target.

Die zweite Lambdasonde kann eine Breitbandsonde oder eine Sprungsonde sein (genauso wie die erste Lambdasonde):
Bei Vorhandensein einer Breitbandlambdasonde als zweiter Lambdasonde, kann im Rahmen der Sollvorgabe vorgesehen sein, dass die Gesamtheit der Zylinder ein Abgas mit einem vorbestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ, insbesondere mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von λ gleich Eins, abgibt. Durch die zweite Lambdasonde kann dann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas gemessen werden, das der ausgewählte Zylinder alleine abgibt. Selbst bei einem Rückfluss von Abgas, das über den ersten Abgasstrang ausgetreten ist, in den zweiten Abgasstrang, kann wegen des Zeitverlaufs ein Messwert der zweiten Lambdasonde eindeutig dem ausgewählten Zylinder zugeordnet werden. Wenn das vorbestimmte Luft-Kraftstoff-Verhältnis genau gleich Eins ist, wäre ohnehin jede Abweichung von λ gleich Eins ein Zeichen für einen Fehlbetrieb des ausgewählten Zylinders, und zurückströmendes Abgas aus dem ersten Abgasstrang würde eine von λ gleich Eins verschiedene Messung nicht beeinflussen, denn solches zurückströmende Abgas hätte ja eben gerade wegen der Regelung und zusätzlich der Pufferung durch den Katalysator im ersten Abgasstrang genau das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von gleich Eins.The second lambda probe may be a wideband probe or a jump probe (as well as the first lambda probe):
In the presence of a broadband lambda probe as a second lambda probe, it may be provided within the scope of the target specification that the entirety of the cylinders emits an exhaust gas having a predetermined air-fuel ratio λ, in particular with an air-fuel ratio of λ equal to one. The second lambda probe can then be used to measure the air-fuel ratio in the exhaust gas which the selected cylinder emits alone. Even with a backflow of exhaust gas, which has leaked via the first exhaust gas line, into the second exhaust gas line, a measured value of the second lambda probe can be unambiguously assigned to the selected cylinder because of the passage of time. In any case, if the predetermined air-fuel ratio is exactly one, any deviation from λ equal to one would be indicative of a malfunction of the selected cylinder, and returning exhaust gas from the first exhaust line would not affect a measurement other than λ equal to one, such Backflowing exhaust gas would just because of the regulation and in addition the buffering by the catalyst in the first exhaust line exactly the air-fuel ratio equal to one.

Wenn die zweite Lambdasonde eine Sprungsonde ist, ist die Ableitung eines Zahlenwerts nicht ganz so einfach. Es kann aber vorgesehen sein, dass der ausgewählte Zylinder selbst ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis seines Abgases zeigt, also dass im Rahmen der Sollvorgabe eine entsprechende Ansteuerung der luft- bzw. kraftstoffzuführenden Mittel erfolgt. Der Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases des ausgewählten Zylinders kann dann so vorgegeben sein, dass er um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ gleich Eins schwankt, und zwar mit sich nach und nach vergrößernder Amplitude, bis nämlich die zweite Lambdasonde einen Sprung erfasst. Das Ausmaß der Amplitude zeigt dann, wie der tatsächliche λ-Wert des Abgases des ausgewählten Zylinders ist, auf selbigen kann also durch Inbeziehungsetzen von Ansteuerung und Messwerten zurückgeschlossen werden.If the second lambda probe is a jump probe, is the derivative of a Numerical value is not that easy. But it can be planned that the selected one Cylinder itself has a predetermined air-fuel ratio Exhaust gas shows, so that within the setpoint a corresponding Control of the air or fuel supply means done. Of the Value of the air-fuel ratio the exhaust gas of the selected one Cylinder can then be given so that it by an air-fuel ratio λ equal to one varies, with gradually increasing amplitude, namely the second lambda probe detects a jump. The magnitude of the amplitude then shows how the actual λ value of the Exhaust gases of the selected cylinder is, on selbige can thus by Inseinziehungsetzen control and readings closed become.

Eine Vorrichtung der Art, bei der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, umfasst üblicherweise, dass die beiden Abgasstränge an einer Verbindungsstelle wieder zusammengeführt sind und dann ein weiterer Katalysator – der Hauptkatalysator – mit in der Regel einer Lambdasonde nachfolgt. Damit im Rahmen des Verfahrens keine übermäßigen Emissionen abgegeben werden, kann es durchgeführt werden, wenn der weitere Katalysator nach einer Aufwärmphase voll betriebsfähig ist, was man als konvertierend bezeichnet. Die dem weiteren Katalysator nachgeordnete Lambdasonde kann dann auch erst für eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases aus der Gesamtheit der Zylinder eingesetzt werden.A Device of the type in which the method according to the invention is carried out, usually includes that the two exhaust strands are merged at a junction and then another Catalyst - the Main catalyst - with usually followed by a lambda probe. Thus, in the context of the procedure no excessive emissions can be delivered, if the other Catalyst after a warm-up phase fully operational is what's called converting. The other catalyst Subsequent lambda probe can then only for a regulation of the air-fuel ratio the exhaust gas can be used from the totality of the cylinder.

Insbesondere bei geringer Lastanforderung kann ein Betriebszustand ohne Weiteres eingenommen werden, in dem nur alle ersten Ventile mit Ausnahme des zweiten Ventils und des ausgewählten Zylinders geöffnet werden.Especially If the load request is low, an operating state can easily be achieved be taken in which only all first valves except of the second valve and the selected cylinder.

Vorliegend ist davon ausgegangen, dass eine gezielte Ansteuerung der Ventile des ausgewählten Zylinders erfolgen kann, und dass bei Durchführung des Verfahrens an allen Zylindern nacheinander als ausgewählten Zylindern zu jedem Zylinder entweder das erste Ventil oder das erste und das zweite Ventil miteinander gekoppelt geöffnet werden können. Ein solches individuelles Öffnen (insbesondere des zweiten Ventils für den ausgewählten Zylinder) kann durch eine individuell zu dem ausgewählten Zylinder erfolgende Verstellung einer Nockenwelle erfolgen. Derartige Systeme sind unter dem Namen ”Ventilhubverstellung” bekannt. Typischerweise wird die Nockenwelle soweit verstellt, dass zu einem das erste Ventil öffnenden Nocken ein weiterer Nocken in dem Bereich hinzutritt, in dem die Nocken ein Öffnen von Ventilen bewirken.present has assumed that a targeted control of the valves of the selected Cylinder can be made, and that when performing the procedure at all Cylinders one after the other as selected cylinders to each cylinder either the first valve or the first and the second valve with each other coupled open can be. Such an individual opening (in particular the second valve for the selected cylinder) can be achieved by an individual adjustment to the selected cylinder take a camshaft. Such systems are known by the name "valve lift adjustment". Typically, the camshaft is adjusted so far that to a the first valve opening Cam another cam in the area is added, in which the Cam open effect of valves.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine umfasst, dass das Verfahren zum Gewinnen einer Information zu jedem der Zylinder durchgeführt wird, und dass aufgrund der Ergebnisse dieses Verfahrens eine Anpassung von Steuerbefehlen an Einheiten, die den einzelnen Zylindern Luft und/oder Kraftstoff zuführen, erfolgt. Es kann sich insbesondere um die Steuerbefehle an einen Magnetanker zu einem Einspritzventil für Kraftstoff handeln. Im einfachsten Fall kann die Anpassung der Steuerbefehle unter Annahme einer Linearität zwischen einer Ansteuerzeit des Magnetankers und der Kraftstoffmenge erfolgen. Erhält man beispielsweise ein λ gleich 0,998, dann muss fast genau um zwei Promille weniger Kraftstoff zugeführt werden, die Ansteuerzeit für den Magnetanker um zwei Promille erniedrigt werden.The inventive method for operating an internal combustion engine comprises that the method for obtaining information about each the cylinder is performed and that, due to the results of this method, adjustment of control commands to units supplying air and / or fuel to the individual cylinders occurs. In particular, these may be the control commands to a magnet armature to an injection valve for fuel. In the simplest case, the adjustment of the control commands can be carried out assuming a linearity between a drive time of the armature and the amount of fuel. If one obtains, for example, a λ equal to 0.998, then almost exactly two thousand less fuel must be supplied, the activation time for the armature being lowered by two thousandths.

Die Anpassung der Steuerbefehle kann im Rahmen einer Neukalibrierung erfolgen, es werden also Tabellen abgelegt, wie ein bestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die einzelnen Zylinder durch bestimmte Steuerbefehle zu erreichen ist. Zudem ist es auch möglich, die Steuerbefehle im Rahmen einer Regelung festzulegen. Dann muss das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 regelmäßig durchgeführt werden.The Adjustment of the control commands may be part of a recalibration take place, so it tables are stored, such as a specific air-fuel ratio for each Cylinder can be reached by certain control commands. In addition is it also possible to define the control commands within the framework of a regulation. Then you have to the method according to claim 1 be carried out regularly.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei die einzige Figur schematisch eine Vorrichtung zeigt, in der die erfindungsgemäßen Verfahren durchführbar sind.following becomes a preferred embodiment of the invention described with reference to the drawing, wherein the single figure shows schematically a device in which the inventive method feasible are.

Die Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung 100, die in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, und die eine Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern 10a, 10b, 10c, 10d, 10e und 10f in einer V-Anordnung aufweist. Nicht gezeigt sind Einlassventile in die Zylinder, diese sind als gegeben vorauszusetzen. Die Zylinder 10a bis 10f weisen jeweils erste Auslassventile 12a, 12b, 12c, 12d, 12e und 12f sowie zweite Auslassventile 14a, 14b, 14c, 14d, 14e und 14f auf. Jeweils drei Ventile 12a bis 12c und 12d bis 12f sind in einer Reihe der V-Anordnung angeordnet. Allen ersten Ventilen 12a bis 12f ist ein gemeinsamer Abgastrakt zugeordnet, wobei den ersten Ventilen 12a, 12b und 12c ein Krümmerabschnitt 161 und den ersten Ventilen 12d, 12e, 12f ein Krümmerabschnitt 162 nachgeordnet ist, und wobei die beiden Krümmerabschnitte 161 und 162 an einer Turbine 18 eines Turboladers zur Verdichtung der in die Zylinder 10a bis 10f gelangenden Luft zusammengeführt sind. Dem Turbolader 18 ist eine erste Lambdasonde 20 nachgeordnet und dieser ein Katalysator 22 für den ersten Abgasstrang. Es gibt einen zweiten Abgasstrang, der jeweils mit den zweiten Ventilen 14a bis 14f kommuniziert, und dieser umfasst einen Krümmerabschnitt 241 hinter den zweiten Ventilen 14a, 14b, 14c und einen Krümmerabschnitt 242 hinter den zweiten Ventilen 14d, 14e und 14f. Die Krümmerabschnitte 241, 242 sind in einer Turbine 26 zusammengeführt, der ein weiterer Turbolader zugeordnet ist, dieser Turbine ist eine Lambdasonde 28 nachgeordnet, und der Lambdasonde 28 ist ein Katalysator 30 im zweiten Abgasstrang nachgeordnet. An einer Verbindungsstelle 32 sind die beiden Abgasstränge zusammengeführt, hinter der Verbindungsstelle 32 ist ein Katalysator 34 vorgesehen, der im Betrieb hauptsächlich für die Konvertierung sorgt, und dem Katalysator 34 ist eine Lambdasonde 36 nachgeordnet.The figure shows schematically a device 100 , which is provided in a motor vehicle, and which is an internal combustion engine with six cylinders 10a . 10b . 10c . 10d . 10e and 10f in a V-arrangement. Not shown are intake valves in the cylinder, these are to be assumed as given. The cylinders 10a to 10f each have first exhaust valves 12a . 12b . 12c . 12d . 12e and 12f and second exhaust valves 14a . 14b . 14c . 14d . 14e and 14f on. Three valves each 12a to 12c and 12d to 12f are arranged in a row of the V arrangement. All first valves 12a to 12f is associated with a common exhaust tract, the first valves 12a . 12b and 12c a manifold section 161 and the first valves 12d . 12e . 12f a manifold section 162 is downstream, and wherein the two manifold sections 161 and 162 on a turbine 18 a turbocharger for compression of the cylinders 10a to 10f passing air are brought together. The turbocharger 18 is a first lambda probe 20 downstream and this a catalyst 22 for the first exhaust system. There is a second exhaust system, each with the second valves 14a to 14f communicates, and this includes a manifold section 241 behind the second valves 14a . 14b . 14c and a manifold section 242 behind the second valves 14d . 14e and 14f , The manifold sections 241 . 242 are in a turbine 26 merged, which is assigned to another turbocharger, this turbine is a lambda probe 28 downstream, and the lambda probe 28 is a catalyst 30 downstream in the second exhaust line. At a junction 32 the two exhaust gas lines are merged, behind the connection point 32 is a catalyst 34 provided, which provides mainly in the operation for the conversion, and the catalyst 34 is a lambda sensor 36 downstream.

Die Vorrichtung 100 ist besonders vorteilhaft, weil der Unterschied zwischen stationärem und dynamisch nutzbarem Drehmoment besonders klein ist. Es ist möglich, bei geringer Last lediglich nur die ersten Ventile 12a bis 12f zu öffnen und somit nur die Turbine 18 zu betreiben. Der zweite Abgasstrang wird dann nicht beaufschlagt. Auch bei niedrigen Lasten ist insbesondere beim Beginn des Betriebs der Vorrichtung 100 dieser Weg vorteilhaft, weil dann der Katalysator 22 mit dem Konvertieren beginnt, während sich der Katalysator 34 allmählich aufwärmt. Sobald der Katalysator 34 aufgewärmt ist, kann dann auch der zweite Abgasstrang geöffnet werden, insbesondere bei höheren Lasten.The device 100 is particularly advantageous because the difference between stationary and dynamically usable torque is particularly small. It is possible, at low load, only the first valves 12a to 12f to open and therefore only the turbine 18 to operate. The second exhaust gas line is then not acted upon. Even at low loads, especially at the beginning of the operation of the device 100 this way advantageous because then the catalyst 22 begins with the conversion while getting the catalyst 34 gradually warms up. Once the catalyst 34 is warmed up, then the second exhaust line can be opened, especially at higher loads.

Vorausgesetzt ist, dass zu jedem Zylinder 10a bis 10f die ersten Ventile 12a bis 12f unabhängig von den zweiten Ventilen 14a bis 14f geöffnet werden können, und auch unabhängig von den Ventilen anderer Zylinder. Dies kann durch eine Ventilhubvorrichtung, also eine verstellbare Nockenwelle, in an sich bekannter Weise erfolgen.It is assumed that to every cylinder 10a to 10f the first valves 12a to 12f independent of the second valves 14a to 14f can be opened, and also independent of the valves of other cylinders. This can be done by a valve lift, so an adjustable camshaft, in a conventional manner.

Vorliegend soll nun zu einzelnen Zylindern ermittelt werden, ob deren Beaufschlagung mit Kraftstoff wie gewünscht erfolgt, es soll also eine On-Board-Diagnose der einzelnen Zylinder erfolgen. Zur Beaufschlagung der Zylinder 10a bis 10f mit Kraftstoff wird ein Magnetanker eines Einspritzventils (beide in der Figur nicht gezeigt) für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet. Die Zeitdauer der Öffnung bestimmt, wie viel Kraftstoff eingespritzt wird.In the present case will now be determined to individual cylinders, whether their admission to fuel as desired, it should be done on-board diagnosis of the individual cylinders. For loading the cylinder 10a to 10f with fuel, a magnet armature of an injection valve (both not shown in the figure) is opened for a predetermined period of time. The duration of the opening determines how much fuel is injected.

Bekanntlich arbeitet die Brennkraftmaschine dann optimal, wenn jeder Zylinder ein Abgas abgibt, das im Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich Eins ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ im Abgas aller Zylinder 10a bis 10f kann durch die Lambdasonde 36 erfasst werden, und es kann eine Regelung auf den Wert von λ gleich Eins folgen. Dies schließt jedoch nicht aus, dass beispielsweise der Zylinder 10a Abgas mit λ größer als Eins und alle anderen Zylinder 10b, 10c, 10d, 10e, 10f Abgas mit λ kleiner als Eins abgegeben, was sich dann zu λ gleich Eins mittelt. Um auch dies zuverlässig diagnostizieren zu können, wird ein Verfahren der nachfolgend beschriebenen Art durchgeführt:
Sobald der Katalysator 34 konvertierend ist, also aufgewärmt ist, wird in einem Zustand niedriger Last, der beim normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs irgendwann auftritt, die Gesamtheit der ersten Ventile 12a bis 12f geöffnet, aber nur bei einem Zylinder, zum Beispiel beim Zylinder 10a, das zweite Ventil 14a geöffnet. Zur Lambdasonde 28 gelangt dann nur das Abgas von dem ausgewählten Zylinder 10a. Ist die Lambdasonde 28 eine Breitbandlambdasonde, kann sie unmittelbar das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases aus dem Zylinder 10a messen. Sollte die Lambdasonde 28 eine Sprungsonde sein, kann der Zylinder 10a so mit Kraftstoff beaufschlagt werden, dass an sich eine Schwankung um den Wert von λ gleich Eins erfolgen würde. Die Amplitude der Schwankung kann nach und nach erhöht werden, bis die Lambdasonde 21 als Sprungsonde einen Sprung zeigt. Aus dem Endwert, der durch die Schwankung erreicht ist, lässt sich dann der Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas des Zylinders 10a ableiten.As is known, the internal combustion engine operates optimally when each cylinder emits an exhaust gas which is equal to one in the air-fuel ratio. The air-fuel ratio λ in the exhaust of all cylinders 10a to 10f can through the lambda probe 36 can be detected and a control can follow the value of λ equals one. However, this does not exclude that, for example, the cylinder 10a Exhaust gas with λ greater than one and all other cylinders 10b . 10c . 10d . 10e . 10f Exhaust gas emitted at λ less than one, which then averages to λ equals one. In order to be able to diagnose this reliably, a method of the type described below is carried out:
Once the catalyst 34 is converting, that is warmed up, in a state of low load, which occurs at some point during normal operation of the motor vehicle, the entirety of the first valves 12a to 12f open, but only one cylinder, for example, the cylinder 10a , the second valve 14a open. To lambda probe 28 then only the exhaust gas from the selected cylinder 10a , Is the lambda probe 28 a broadband lambda probe, it can directly determine the air-fuel ratio of the exhaust gas from the cylinder 10a measure up. Should the lambda probe 28 be a jump probe, the cylinder can 10a be so fueled that would be done to a fluctuation by the value of λ equal to one. The amplitude of the fluctuation can be gradually increased until the lambda probe 21 as a jump probe shows a jump. From the final value, which is achieved by the fluctuation, then the value of the air-fuel ratio in the exhaust gas of the cylinder can be 10a derived.

Nach und nach können alle Zylinder 10a, 10b, 10c, 10d, 10e und 10f auf diese Weise ausgewählt werden, und es kann individuell eine Diagnose erfolgen.Gradually all cylinders can 10a . 10b . 10c . 10d . 10e and 10f can be selected in this way, and a diagnosis can be made individually.

Nachdem eine Diagnose erfolgt ist, kann auch ein Ausgleich erfolgen: Ein Zylinder, dessen Abgas sich als zu mager erweist, kann mit mehr Kraftstoff beaufschlagt werden, indem der Magnetanker länger geöffnet wird, als an sich zur Erzielung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas von gleich Eins vorgesehen. Beispielsweise kann zur Erhöhung des Kraftstoffanteils um 2 Promille die Dauer der Öffnung des Magnetankers um 2 Promille erhöht werden.After this If a diagnosis has been made, a compensation can also be made: On Cylinder, whose exhaust proves to be too lean, can with more Fuel is applied by opening the armature longer, as such, to achieve an air-fuel ratio provided in the exhaust gas equal to one. For example, to increase the Fuel fraction by 2 per thousand the duration of the opening of the armature to 2 per thousand increased become.

Im Rahmen der auf den Wert von λ gleich Eins, den die Lambdasonde 36 misst, erfolgenden Regelung wird gleichzeitig mit der Zufuhr von mehr Kraftstoff in den einen ausgewählten Zylinder den anderen Zylindern weniger Kraftstoff zugeführt. Dies erfolgt aber gezielt anhand von Steuerbefehlen, die auf diese jeweiligen anderen Zylinder zugeschnitten sind.In the context of the value of λ equals one, the lambda probe 36 For example, as regulation takes place, less fuel is supplied to the other cylinders simultaneously with the delivery of more fuel to one selected cylinder. However, this is done specifically by means of control commands that are tailored to these respective other cylinders.

Zur Erzielung eines möglichst optimalen Ausgleichs kann ein Abgleich zwischen den Korrekturen für die einzelnen Zylinder 10a bis 10f erfolgen. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass zunächst eine Korrektur bei der Ansteuerung eines ersten Zylinders, z. B. eines solchen mit größter Abweichung zwischen Soll und Ist, erfolgt, und dann können nochmals Messungen an den weiteren Zylindern erfolgen, bis nach und nach zu allen Zylindern korrigierte Ansteuerbefehle vorgesehen sind.To achieve the best possible compensation, a comparison between the corrections for the individual cylinders 10a to 10f respectively. It may be provided, for example, that initially a correction in the control of a first cylinder, for. B. such with the greatest deviation between the target and the actual, takes place, and then measurements can be made on the other cylinders again, until gradually corrected to all cylinders control commands are provided.

Grundsätzlich ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas eines einzelnen ausgewählten Zylinders auch zu messen, wenn gleichzeitig an der zweiten Lambdasonde 28 Abgas von einem weiteren, nicht ausgewählten Zylinder ankommt, also dessen zweites Ventil gleichzeitig mit dem zweiten Ventil des ausgewählten Zylinders geöffnet wird. Dann sind gegebenenfalls mehrere Messungen mit unterschiedlichen Kombinationen von jeweils geöffneten zweiten Ventilen erforderlich, um durch Differenzbildung oder nach dem Ausschlussprinzip auf die tatsächlichen Werte rückschließen zu können.In principle, it is also possible to measure the air-fuel ratio in the exhaust gas of a single selected cylinder when at the same time at the second lambda probe 28 Exhaust from another, non-selected cylinder arrives, so its second valve is opened simultaneously with the second valve of the selected cylinder. Then, if necessary, several measurements with different combinations of respectively opened second valves are required in order to be able to infer the actual values by subtraction or according to the exclusion principle.

Für die Durchführung des Verfahrens ist die Lambdasonde 20 im ersten Abgasstrang nicht unbedingt notwendig. Auch auf andere Aspekte des Aufbaus kann verzichtet werden. Es ist z. B. nicht notwendig, dass die Zylinder in einem V-förmigen Aufbau vorgesehen sind.For the implementation of the method is the lambda probe 20 not absolutely necessary in the first exhaust system. Also on other aspects of the structure can be omitted. It is Z. B. not necessary that the cylinders are provided in a V-shaped structure.

Claims (6)

Verfahren zum Gewinnen einer Information über die sollgemäße Beaufschlagung eines einzelnen ausgewählten Zylinders (10a) mit Kraftstoff in einer Vorrichtung (100), in der eine Mehrzahl von Zylindern (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) einer Brennkraftmaschine gleichzeitig mit Kraftstoff beaufschlagt wird, wobei jeder Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) ein erstes Auslassventil (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) und ein zweites Auslassventil (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f) aufweist, und wobei das erste Auslassventil (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) aller Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) zu einem ersten Abgasstrang mit einer Turbine (18) eines Turboladers und einer ersten Lambdasonde (20) führt und das zweite Auslassventil (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f) aller Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) zu einem zweiten Abgasstrang mit einer Turbine (26) eines Turboladers und einer zweiten Lambdasonde (28) führt, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben der Brennkraftmaschine derart, dass alle ersten Auslassventile (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) im Takt geöffnet werden und ein Teil der zweiten Ventile (14b, 14c, 14d, 14e, 14f) geschlossen bleibt, wobei das zweite Ventil (14a) des ausgewählten Zylinders (10a) im Takt geöffnet wird und der ausgewählte Zylinder (10a) gemäß einer Sollvorgabe mit Kraftstoff und Luft beaufschlagt wird, wobei anhand von Messergebnissen der zweiten Lambdasonde (28) die Ist-Abgasabgabe des ausgewählten Zylinders (10a) ermittelt und mit der Sollvorgabe verglichen wird.Method for obtaining information about the appropriate loading of a single selected cylinder ( 10a ) with fuel in a device ( 100 ) in which a plurality of cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) is fueled simultaneously with an internal combustion engine, each cylinder ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) a first exhaust valve ( 12a . 12b . 12c . 12d . 12e . 12f ) and a second exhaust valve ( 14a . 14b . 14c . 14d . 14e . 14f ), and wherein the first outlet valve ( 12a . 12b . 12c . 12d . 12e . 12f ) of all cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) to a first exhaust line with a turbine ( 18 ) of a turbocharger and a first lambda probe ( 20 ) and the second exhaust valve ( 14a . 14b . 14c . 14d . 14e . 14f ) of all cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) to a second exhaust line with a turbine ( 26 ) of a turbocharger and a second lambda probe ( 28 ), the method comprising: operating the internal combustion engine such that all the first exhaust valves ( 12a . 12b . 12c . 12d . 12e . 12f ) are opened in time and part of the second valves ( 14b . 14c . 14d . 14e . 14f ) remains closed, the second valve ( 14a ) of the selected cylinder ( 10a ) is opened in time with the selected cylinder ( 10a ) is acted upon in accordance with a target specification with fuel and air, based on measurement results of the second lambda probe ( 28 ) the actual exhaust emission of the selected cylinder ( 10a ) is determined and compared with the target specification. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweite Lambdasonde (28) eine Breitbandlambdasonde ist und die Sollvorgabe beinhaltet, dass die Gesamtheit der Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) Abgas mit einem vorbestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, insbesondere einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich Eins, abgibt, und durch die zweite. Lambdasonde (28) das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas gemessen wird, das der ausgewählte Zylinder (10a) alleine abgibt.Method according to Claim 1, in which the second lambda probe ( 28 ) is a broadband lambda probe and the target specification includes that the totality of the cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) Emits exhaust gas having a predetermined air-fuel ratio, in particular an air-fuel ratio equal to one, and by the second. Lambda probe ( 28 ) the air-fuel ratio in the exhaust gas is measured, the selected cylinder ( 10a ) alone. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweite Lambdasonde (28) eine Sprungsonde ist und die Sollvorgabe beinhaltet, dass der angestrebte Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases des ausgewählten Zylinders (10a) mit sich nach und nach vergrößernder Amplitude um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von gleich Eins schwankt, bis die zweite Lambdasonde (28) einen Sprung erfasst, sodass auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas geschlossen wird, das der ausgewählte Zylinder (10a) alleine abgibt.Method according to Claim 1, in which the second lambda probe ( 28 ) is a jump probe and the A specification includes that the desired value of the air-fuel ratio of the exhaust gas of the selected cylinder ( 10a ) with gradually increasing amplitude by an air-fuel ratio of equal to one, until the second lambda probe ( 28 ) detects a jump, so that it is concluded that the air-fuel ratio in the exhaust gas, the selected cylinder ( 10a ) alone. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das bei einer Vorrichtung (100) angewandt wird, bei dem die beiden Abgasstränge an einer Verbindungsstelle (32) zusammengeführt sind, der ein weiterer Katalysator (34) nachfolgt, und das durchgeführt wird, wenn der weitere Katalysator (34) nach einer Aufwärmphase voll betriebsfähig ist.Method according to one of the preceding claims, which in a device ( 100 ) is applied, in which the two exhaust gas lines at a connection point ( 32 ), which is another catalyst ( 34 ) and that is carried out when the further catalyst ( 34 ) is fully operational after a warm-up phase. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das individuelle Öffnen des zweiten Ventils (14a) durch eine individuell zu dem ausgewählten Zylinder (10a) erfolgende Verstellung einer Nockenwelle erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the individual opening of the second valve ( 14a ) by an individual to the selected cylinder ( 10a ) takes place adjustment of a camshaft. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine als Teil einer Vorrichtung (100), in der eine Mehrzahl von Zylindern (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) der Brennkraftmaschine gleichzeitig mit Kraftstoff beaufschlagt wird, wobei jeder Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) ein erstes Auslassventil (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) und ein zweites Auslassventil (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f) aufweist, wobei das erste Auslassventil (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) aller Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) zu einem ersten Abgasstrang mit einer Turbine (18) eines Turboladers und einer ersten Lambdasonde (20) führt und das zweite Auslassventil (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f) aller Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) zu einem zweiten Abgasstrang mit einer Turbine (26) eines Turboladers und einer zweiten Lambdasonde (28) führt, bei dem das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei jedem der Zylinder (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) durchgeführt wird und aufgrund der Ergebnisse des Verfahrens eine Anpassung von Steuerbefehlen an Einheiten, die den einzelnen Zylindern (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) Kraftstoff und/oder Luft zuführen, erfolgt.Method for operating an internal combustion engine as part of a device ( 100 ) in which a plurality of cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) is fueled simultaneously with the internal combustion engine, each cylinder ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) a first exhaust valve ( 12a . 12b . 12c . 12d . 12e . 12f ) and a second exhaust valve ( 14a . 14b . 14c . 14d . 14e . 14f ), wherein the first outlet valve ( 12a . 12b . 12c . 12d . 12e . 12f ) of all cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) to a first exhaust line with a turbine ( 18 ) of a turbocharger and a first lambda probe ( 20 ) and the second exhaust valve ( 14a . 14b . 14c . 14d . 14e . 14f ) of all cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) to a second exhaust line with a turbine ( 26 ) of a turbocharger and a second lambda probe ( 28 ), wherein the method according to any one of the preceding claims is applied to each of the cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) and, on the basis of the results of the method, an adaptation of control commands to units corresponding to the individual cylinders ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ) Supply fuel and / or air, takes place.
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