DE102010046491B4 - Verfahren zum Bestimmen einer Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bestimmen wenigstens einer Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors, dessen Betriebsparameter durch eine Motorsteuereinrichtung eingestellt und die entstehende Schadstoffemission im Brennraum bestimmt wird,dadurch gekennzeichnet, dass in der Motorsteuereinrichtung anhand der ermittelten Sauerstoffkonzentration, der Luft- und Kraftstoffmasse, Druck und Temperatur im Brennraum zum Zeitpunkt des Einspritzbeginns und einem in der Motorsteuereinrichtung hinterlegten statistischen Modell die wenigstens eine Schadstoffemission berechnet wird, wobei das Modell den Zusammenhang zwischen Sauerstoffkonzentration, Luft- und Kraftstoffmasse, Druck und Temperatur im Brennraum zum Zeitpunkt des Einspritzbeginns und der bei der nachfolgenden Verbrennung entstehenden Schadstoffemission abbildet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.
  • Stand der Technik
  • Bei der Weiterentwicklung von Dieselmotoren besteht unter anderem die Aufgabe darin, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren sowie die Stickoxidationsbildung im Brennraum zu verringern. Bei einem Betrieb des Motors mit verschiedenen Betriebszuständen, wie beispielsweise Änderung des dem Brennraum zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches und/oder der Abgasrückführmenge, ändert sich auch die Schadstoffbildung im Brennraum. Die tatsächliche, während des Brennvorganges entstehende Menge an Schadstoffen ist somit schwer bestimmbar.
  • Aus der DE 60 2005 005 849 T2 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der im Brennraum eines Dieselmotors entstehenden Stickoxidmenge bekannt. Dabei wird die Stickoxidmenge ermittelt durch:
    • ▪ Bestimmen der Flammenfront-Temperatur bei der Verbrennung des dem Zylinder zugeführten Gemisches,
    • ▪ Bestimmen der Masse des im Zylinder verbrannten Kraftstoffes und
    • ▪ Berechnen der Stickoxidmenge, die durch die Verbrennung des Gemisches im Zylinder emittiert wird, in Abhängigkeit vom erfassten Druck, dem erfassten Massenanteil von Sauerstoff im Gemisch, der Flammenfront-Temperatur und der Masse des verbrannten Kraftstoffes, die bestimmt worden sind.
  • Aus der Temperatur des nicht verbrannten zugeführten Gemisches zu einem Zeitpunkt nach dem Beginn der Verbrennung des Gemisches im Zylinder wird die theoretische adiabatische Temperatur der sich im Inneren der Verbrennungskammer des Zylinders ausbreitenden Flammenfront ermittelt.
  • Nachteilig bei dieser Methode zur Bestimmung der Stickoxidmenge im Brennraum eines Dieselmotors ist, dass der Zylinderinnendruck mittels eines Sensors ermittelt werden muss. Die Druckermittlung ist schwierig und bei geringfügig abweichenden Werten wird das Ergebnis der bestimmten Stickoxidmenge verfälscht. Ein weiterer Nachteil ist, dass aufgrund des Verbrennungsverlaufs des Einspritzstrahls in dem Brennraum und der damit verbundenen unterschiedlichen Temperatur entlang des Einspritzstrahles die adiabatische Temperatur im Brennraum auch unterschiedliche Werte annimmt. Eine genaue Bestimmung der sich im Brennraum bildenden Stickoxide ist somit nicht möglich.
  • Aus der DE 103 16 112 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer selbstzündenden Brennkraftmaschine bekannt, bei dem während der Verbrennung im Brennraum eine mittlere Gastemperatur im Zylinder bestimmt wird, aus der ein Gradient der mittleren Gastemperatur errechnet wird. Aus dem Wert des Gradienten der mittleren Gastemperatur und/oder aus dem Maximalwert der mittleren Gastemperatur im Zylinder wird eine Stickoxid-Rohemission der Brennkraftmaschine ermittelt. Die Motorparameter werden dabei so eingestellt, dass die entstehenden Stickoxidemissionen reduziert werden. Weiterhin wird in DE 103 16 112 A1 die Ermittlung einer Stickoxidrohemission aus einer mittleren Gastemperatur im Brennraum beim Schließen des Einlassventils und / oder aus einer Kompressionsendtemperatur einer Brennkraftmaschine angeführt.
  • Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass der Gradient der mittleren Gastemperatur und der Maximalwert der mittleren Gastemperatur keine exakten Führungsgrößen für die Ermittlung der Stickoxidemissionen im Brennraum darstellen. Durch einzelne Temperaturspitzen, die durch die mittleren Werte nicht erfasst werden, kann die Stickoxidbildung erheblich vergrößert werden, so dass das Endergebnis fehlerbelastet ist.
  • Aus der DE 101 48 663 A1 und der DE 100 43 383 C2 sind beispielsweise Verfahren zur Ermittlung des Stickoxidgehaltes in Abgasen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von direkteinspritzenden Ottomotoren bekannt. Diese Verfahren sind nicht geeignet für dieselmotorisch betriebene Verbrennungskraftmaschinen, da infolge der unterschiedlichen Zündungen des Gemisches im Brennraum sich unterschiedliche Brennverläufe einstellen, die eine unterschiedliche Bildung des Stickoxidgehaltes zur Folge haben.
  • Das in DE 10 2006 053 805 A1 angeführte Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine beschreibt die Ermittlung von Zustandsgrößen Druck und Temperatur des im Brennraum befindlichen Gasgemisches. Es umfasst unter anderem Schritte zum Ermitteln einer Ausgangszustandsgröße zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils und die Ermittlung der Zustandsgrößen in Abhängigkeit vom Winkel der Kurbelwelle bzw. von einer Stellung des Kolbens.
  • Aus der DE 10 2008 004 221 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung von während des Betriebes einer Brennkraftmaschine auftretenden Schadstoffemissionen bekannt. Dazu wird vorgeschlagen, dass zu vorgebbaren Kurbelwinkeln jeweils ein Zylinderdruck erfasst wird, den erfassten Zylinderdrücken zugeordnete Abtastwerte einer Heizrate bestimmt werden, die Abtastwerte der Heizrate einem vorgebbaren Modell als Eingabewerte zugeführt werden, ein dem Verbrennungsbeginn zugeordneter Kurbelwinkel, ein Luft-Kraftstoffverhältnis und eine Abgasrückführrate ermittelt und dem Modell als Eingabewert zugeführt werden und mittels des Modells in Abhängigkeit von den Eingabewerten die Schadstoffemission bestimmt wird.
  • Aus der nachveröffentlichten DE 10 2009 021 793 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen der Stickoxidemission im Brennraum eines Dieselmotors bekannt, mit dem mit einfachen Mitteln und ohne Messung des Druckes im Brennraum der Brennkraftmaschine die im Brennraum entstehenden Stickoxidemissionen genau ermittelt werden können. Die Bestimmung der Stickoxidemissionen im Brennraum eines Dieselmotors erfolgt dadurch, dass in der Motorsteuereinrichtung anhand der berechneten mittleren Brennraumtemperatur und der eingestellten Sauerstoffrate im Brennraum zu Brennbeginn die adiabate Flammentemperatur in dem Bereich des brennenden Einspritzstrahles berechnet wird, in dem die maßgebliche Stickoxidbildung unter nahezu stöchiometrischen Bedingungen abläuft und daraus mittels einer in der Motorsteuereinrichtung hinterlegten Transferfunktion des Zusammenhangs der spezifischen Stickoxidemissionen und der adiabaten Flammentemperatur bei einem Lambda-Wert von nahezu eins die im Brennraum entstehende Stickoxidemission ermittelt wird.
  • Aus der DE 10 2005 032 623 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der zylinderselektiven Ruß- und NOx-Emissionen einer Dieselbrennkraftmaschine bekannt. Mithilfe einer vorgegebenen Anzahl von den Verbrennungsprozess beschreibenden Parametern werden die Ruß- und NOx-Emissonen der Dieselbrennkraftmaschine berechnet, die Parameter werden so gewählt, dass sie die Heizrate und die Gemischzusammensetzung des Verbrennungsprozesses wiedergeben. Aus den während eines Verbrennungsprozesses bestimmten Parameterwerten werden die Ruß- und NOx-Emission des Verbrennungsprozesses eines Zylinders mittels eines MISO-Modells der Heizrate berechnet.
  • Aus der DE 10 2007 039 691 A1 ist ein Modellierungsverfahren zum Modellieren zumindest eines Verbrennungsmotors bekannt, wobei ein Grey-Box-Modell aus wenigstens einem White-Box-Modell und wenigstens einem Black-Box-Modell gebildet wird, das in das White-Box-Modell eingebettet ist. Als White-Box-Modell werden Bereiche des Verbrennungsmotors berechnet, die eine geringere Dynamik entwickeln als Bereiche, die als Black-Box-Modell berechnet werden.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors mit einfachen Mitteln und ohne Messung des Druckes im Brennraum der Brennkraftmaschine zu bestimmen. Die Ermittlung soll zeitgenau und gegenüber dem Stand der Technik genauer erfolgen.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die Aufgabe wird durch das Verfahren nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung einer Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors dadurch, dass in der Motorsteuerungseinrichtung anhand:
    • ▪ einer Sauerstoffkonzentration im Brennraum,
    • ▪ einer angesaugten Luftmasse,
    • ▪ einer eingespritzten Kraftstoffmenge,
    • ▪ des Zeitpunkts der Einspritzung,
    • ▪ einer Temperatur im Brennraum zum Zeitpunkt der Einspritzung,
    • ▪ eines Drucks im Brennraum zum Zeitpunkt der Einspritzung und anhand
    • ▪ eines in der Motorsteuereinrichtung hinterlegten Modells

    die entstehenden Emissionen ermittelt werden.
  • In vorteilhafter Weise wird ein statistisches Modell verwendet, welches den Zusammenhang der modellierten Größen zu Einspritzbeginn (Temperatur im Brennraum zum Zeitpunkt der Einspritzung, Druck im Brennraum zum Zeitpunkt der Einspritzung, Sauerstoffkonzentration im Brennraum zum Zeitpunkt der Einspritzung) sowie der Werte der eingespritzten Kraftstoffmenge und der angesaugten Luftmasse zu der jeweils zu bestimmenden Schadstoffemission herstellt. Das aus Messwerten im Testbetrieb abgeleitete statistische Modell muss dabei nicht den gesamten Zyklus von der Ansaugung bis zur Expansion abbilden, sondern wird lediglich für den Teilbereich ab Einspritzbeginn verwendet, wobei die Werte zu Einspritzbeginn mit einem weiteren physikalischen Modell aus den Messwerten zum Zeitpunkt Einlassschluss gebildet werden. Das über die bekannten physikalischen Zusammenhänge der Verdichtung bei geschlossenen Einlassventilen gebildete physikalisch basierte Modell erlaubt eine genaue Berechnung der Temperatur im Brennraum und des Drucks im Brennraum, jeweils zum Zeitpunkt der Einspritzung. Mit beginnender Einspritzung und der nachfolgenden Verbrennung können die Zusammenhänge im Brennraum zum Rückschließen auf eine Schadstoffemission nur mit hohem Aufwand und großer Unsicherheit physikalisch modelliert werden. Eine befriedigende, mit den Ressourcen einer Motorsteuereinrichtung berechenbare Vorhersage der Schadstoffemission ist auf Basis eines physikalischen Modells nicht möglich. Erfindungsgemäß vorteilhaft wird daher die Genauigkeit und Einfachheit des physikalischen Modells bis zum Einspritzbeginn genutzt und mit einem statistischen Modell der Zusammenhänge ab Einspritzbeginn ergänzt.
  • Der Vorteil des erfindungsmäßigen Verfahrens besteht darin, dass anhand der Sauerstoffkonzentration, der Luft- und Kraftstoffmasse, Druck und Temperatur, die den Zustand des Brennraumes zum Zeitpunkt des Einspritzbeginns beschreiben, die Bildung der Schadstoffemissionen vorausberechnet werden kann. Die Ermittlung der Emissionen erfolgt dabei ohne eine Messung des Druckes im Brennraum der Brennkraftmaschine.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch die ermittelten Schadstoffemissionen über die Motorsteuereinrichtung die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine derart eingestellt werden, dass im Brennraum ein Grenzwert der Bildung der Schadstoffemission nicht überschritten wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.
  • Ausführungsbeispiel
  • Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Der Anteil verschiedener Modellierungen am gesamten Zyklus einer Brennkraftmaschine ist in der dazugehörigen Zeichnung (1) dargestellt.
  • Im Diagramm in 1 ist ein Druckverlauf und ein Schleppdruckverlauf eines Dieselmotors dargestellt. Dafür ist auf der Ordinatenachse der Druck (p) und auf der Abszissenachse der Kurbelwinkel (°KW) aufgetragen. Für den Bereich zwischen den Zeitpunkten, zu dem die Einlassorgane schließen (ES) und dem Einspritzbeginn (EB) werden physikalische Modelle und für den darauffolgenden Bereich zwischen Einspritzbeginn (EB) und dem Zeitpunkt, zu dem die Auslassorgane öffnen (AÖ) sogenannte Black-Box-Modelle verwendet.
  • Es wurde erkannt, dass die Bildung der Emissionen während der Verbrennung im Brennraum eines Dieselmotors in Abhängigkeit von Sauerstoffkonzentration, der Luft- und Kraftstoffmasse, Druck und Temperatur zum Einspritzbeginn erfolgt.
  • Die Bestimmung der Emissionen im Brennraum eines Dieselmotors erfolgt erfindungsgemäß mittels einer online-Berechnung in einer im Kraftfahrzeug vorhandenen Motorsteuereinrichtung. Mit der an sich bekannten Motorsteuereinrichtung werden anhand des vom Fahrer geforderten Fahrerwunschmomentes die Parameter des Betriebes der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise der Lambda-Wert des dem Brennraum zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches, die dem Brennraum zugeführte Ladungsmasse und die Drehzahl des Motors, eingestellt. Die dem Brennraum zugeführte Ladungsmasse kann aus Frischluft und Abgasrückführungsgas bestehen. Neben der Regelung der Betriebsverhältnisse des Motors werden durch die Motorsteuereinrichtung auch die aktuellen Betriebswerte des Motors, wie Temperatur, Drehzahl usw., erfasst und angezeigt. Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung der Emissionen im Brennraum eines Dieselmotors dadurch, dass in der Motorsteuereinrichtung anhand der ermittelten Sauerstoffkonzentration, der Luft- und Kraftstoffmasse, Druck und Temperatur zum Einspritzbeginn und des hinterlegten statistischen Modells die entstehenden Emissionen berechnet werden.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Ermittlung des Modells aus einer statistischen Analyse einer größeren Anzahl von Messwerten. Dazu wird der Dieselmotor einem Testlauf auf einem Prüfstand unterzogen, wobei er mit besonderer Messtechnik ausgestattet ist, die den Brennverlauf und die resultierenden Emissionen ermitteln können. Für den Testlauf des Motors werden Motorparameter gezielt variiert, so dass die Eingangsgrößen, die für die Definierung des Modells benötigt werden, ermittelt werden können.
  • Auf Basis der größeren Menge der Messdaten wird eine Hauptkomponentenanalyse (HKA) durchgeführt. Das Ergebnis der HKA wird wiederum einer statistischen Analyse, einer Regressionsanalyse unterzogen. Dabei handelt es sich um ein Regressionsverfahren, das auf eine erweiterte Hauptkomponentenanalyse aufsetzt, die auch als Kernel-PCR (Kernel Principal Components Regression) oder auch Hauptkomponentenregression (HKR) bezeichnet wird.
  • Für die Hauptkomponentenregression wird aus den Messdaten, die am Prüfstand im Testlauf des Motors ermittelt wurden, eine Messdatenmatrix M, von der Dimension m × n erstellt, in deren m Zeilen die einzelnen Messungen und in deren n Spalten die verschiedenen Variablen, also Druck, Temperatur, etc., hinterlegt sind. Alle Daten werden normiert und mittelwertbereinigt.
  • Nun ist es möglich, über komponentenweise angewendete Funktionen die Messdatenmatrix in eine Kernelmatrix K = [k1(M),k2(M),...,kr(M)] zu überführen. Diese Matrix hat nun n n·O(K) Spalten, also die ursprüngliche Spaltenzahl, mal der Dimension der Kernelfunktion.
  • Hierbei ist das Ziel der Transformation in dieser höherdimensionalen Struktur, dass die Messdaten in diesem neuen Raum möglichst linear ausgerichtet sind. War z.B. in den ursprünglichen Messdaten zwischen zwei Messgrößen ein Zusammenhang der Form x1 ~ x2 2 vorhanden, so würde eine quadratische Kernelfunktion den Zusammenhang zwischen x1 und x2 linear abbilden.
  • Diese Linearisierung der Messdaten ist notwendig, um im Anschluss mit Hilfe der HKA die gesuchten latenten Variablen extrahieren zu können. Bei der HKA werden nun die Hauptvektoren gesucht, die in Richtung der größten Varianz der Messdaten zeigen. Die Hauptvektoren sind identisch mit den Eigenvektoren der Kovarianzmatrix von K, cov(K) = KTK . Die Relevanz lässt sich ablesen aus der Größe der zugehörigen Eigenwerte. Eigenvektoren und Eigenwerte lassen sich direkt aus der Singulärwertzerlegung von K gewinnen. Dadurch wird eine Zahl an Spaltenvektoren /, erhalten, die sich zu einer Matrix / zusammenfassen lassen. Multipliziert man diese Matrix wiederum mit der Kernelmatrix erhält man die Hauptkomponentenmatrix L = K·I. Diese Hauptkomponentenmatrix, die eine Art Ersatzmessdatenmatrix darstellt, wird nun für die weitere Modellierung verwendet. Der Vorteil dabei ist, dass die Variablen in L nun linear verteilt sind und jegliche linearen und die durch den Kernel abgedeckten nichtlinearen Zusammenhänge zwischen den ursprünglichen Messgrößen bereits berücksichtigt wurden. D.h. alle Li sind linear unabhängig voneinander.
  • Entsprechend der Anwendung der Kernelfunktion auf die Messdatenmatrix ist es auch möglich, die Hauptkomponentenmatrix mit einer nichtlinearen Funktion zu erweitern. Dies ist erforderlich, weil bisher lediglich die Eingangsgrößen, in diesem Fall Druck, Temperatur, Sauerstoffkonzentration, Luftmasse, Kraftstoffmasse und Kurbelwinkel des Einspritzbeginns, in eine lineare Form gebracht wurden. Es ist dadurch noch nicht gegeben, dass die Emissionskonzentration auch linear von diesen Größen abhängt. Aus diesem Grund wird eine Matrix X̃ = [f1(L),f2(L),...,fk(L)] gebildet.
  • Im letzten Schritt wird dann das Problem für die jeweilige Emission E mit[E] = X̃ · P gelöst. Die Lösung kann über P = (X̃T · X̃)-1 · X̃T · [E]gemessen berechnet werden.
  • Die Wahl der korrekten Kernelfunktion und der Funktionen für die Erweiterung sowie die richtige Zahl an Hauptkomponenten erfolgt über einen Algorithmus, bei dem anhand des Validierungsfehlers die beste Kombination aus zwei zur Verfügung gestellten Mengen an Funktionen für das vorliegende Problem gefunden wird.
  • Einmal implementiert liefert der Algorithmus in kurzer Rechenzeit komplexe, nichtlinear parametrierte Modelle. Die hohe Geschwindigkeit liegt unter anderem darin begründet, dass alle Optimierungsprobleme (Varianz im Fall der HKA und quadratischer Fehler beim linearen Ansatz) explizit über Matrixgleichungen gelöst werden können und damit bei der Parametrierung auf den Einsatz iterierender Optimierer verzichtet werden kann.
  • Auf dieser Grundlage wäre es auch denkbar, das Modell zur adaptiven Modellierung einzusetzen, also im Betrieb anhand von weiterhin eingehenden Sensordaten die Parameter online noch weiter anzupassen. Des weiteren kann das Modell ohne großen Mehraufwand auch auf andere, physikalisch schwer zu erfassende oder zu berechnende Größen erweitert werden.
  • Noch bessere Ergebnisse liefert die Modellierung, wenn zuvor die Emissionsmesswerte logarithmiert werden und ein Zusammenhang in der Form I n ( E ) = f ( x → E B )
    Figure DE102010046491B4_0001
    dargestellt wird. Ein solches Modell liefert genauere Ergebnisse und bildet die Systemstruktur noch besser ab. Dafür ist, bedingt durch die Rücktransformation in den Normalraum, die Sensitivität solcher Modelle extrem hoch. Sollte es gelingen, die Probleme hinsichtlich der Sensitivität in den Griff zu bekommen, so wäre damit eine extrem genaue Emissionsmodellierung möglich, da die primären Zusammenhänge bezüglich der Emissionsentstehung exponentieller Natur sind.
  • Die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration im Brennraum zu Einspritzbeginn erfolgt ebenfalls in der Motorsteuereinrichtung mittels eines an sich bekannten Modells eines Luftpfades, hierbei werden der Sauerstoffanteil der Frischluft, der Sauerstoffanteil der Abgasrückführrate und der Sauerstoffanteil des verbliebenen Restgases im Zylinder berücksichtigt.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der im Brennraum ermittelten Emissionen die dem Brennraum zugeführte Zusammensetzung und Größe der Ladungsmasse derart eingestellt, dass ein festgelegter Grenzwert der Bildung der Emissionen im Brennraum der Brennkraftmaschine nicht überschritten wird. Dadurch wird es möglich, die Brennkraftmaschine bei einer Verringerung des Kraftstoffbedarfs und einer Reduzierung der Emissionen optimaler zu betreiben.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der im Brennraum ermittelten Schadstoffemission die dem Brennraum zugeführte Zusammensetzung und Größe der Ladungsmasse derart eingestellt, dass eine prädiktive Vorsteuerung der für die Emissionsbildung verantwortlichen Motorstellgrößen in der Art ermöglicht wird, dass eine transiente Motorbetriebspunktänderung erfolgen kann, ohne dass auf dem Weg zur neuen Fahrerwunschgeschwindigkeit für die Emissionsbildung ungünstige Motorsteuerungsparameter eingestellt werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Bestimmen wenigstens einer Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors, dessen Betriebsparameter durch eine Motorsteuereinrichtung eingestellt und die entstehende Schadstoffemission im Brennraum bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Motorsteuereinrichtung anhand der ermittelten Sauerstoffkonzentration, der Luft- und Kraftstoffmasse, Druck und Temperatur im Brennraum zum Zeitpunkt des Einspritzbeginns und einem in der Motorsteuereinrichtung hinterlegten statistischen Modell die wenigstens eine Schadstoffemission berechnet wird, wobei das Modell den Zusammenhang zwischen Sauerstoffkonzentration, Luft- und Kraftstoffmasse, Druck und Temperatur im Brennraum zum Zeitpunkt des Einspritzbeginns und der bei der nachfolgenden Verbrennung entstehenden Schadstoffemission abbildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Motorsteuereinrichtung die Temperatur im Brennraum zum Zeitpunkt des Einspritzbeginns mittels eines physikalischen Modells anhand des Verdichtungsverhältnisses des Zylindervolumens sowie der ermittelten Zusammensetzung und Größe der Ladungsmasse, der Ladungstemperatur und des Ladungsdruckes zum Zeitpunkt „Einlassventil schließt“ berechnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Motorsteuereinrichtung die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration im Brennraum zu Einspritzbeginn mittels eines in der Motorsteuereinrichtung hinterlegten physikalisch modellierten Luftpfades erfolgt, bei dem der Sauerstoffanteil der Frischluft, der Sauerstoffanteil der Abgasrückführrate und der Sauerstoffanteil des verbliebenen Restgases im Zylinder als Eingangsgrößen verwendet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das statistische Modell zur Ermittlung der Schadstoffemissionen mit dem statistischen Verfahren der Hauptkomponentenregression gebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der im Brennraum ermittelten Schadstoffemission die dem Brennraum zugeführte Zusammensetzung und Größe der Ladungsmasse derart eingestellt wird, dass ein festgelegter Grenzwert der Bildung der Schadstoffemission im Brennraum der Brennkraftmaschine nicht überschritten wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schadstoffemission um Stickoxid handelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schadstoffemission um Ruß handelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schadstoffemission um Schwefeldioxid handelt.
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