DE102012004554A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Luftaufwands einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Luftaufwands (ηV) einer Brennkraftmaschine (1) mit einer Abgasrückführung (14), insbesondere eines aufgeladenen direkteinspritzenden Dieselmotors (2), mit folgenden Schritten: Bestimmen eines Basisluftaufwands (ηV BAS) eines aktuellen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine aus einem Basiskennfeld in Abhängigkeit von einer aktuellen Drehzahl (nEng) und einem aktuellen Mitteldruck (pmiHD) der Brennkraftmaschine (1), Erfassen wenigstens eines aktuellen Betriebswertes eines den Luftaufwand beeinflussenden Parameters der Brennkraftmaschine (1) in dem aktuellen Betriebspunkt, Ermitteln eines Basiswertes des Parameters für den aktuellen Betriebspunkt aus einem Basisparameterkennfeld, Bestimmen eines Offsetwertes (ofsT22; ofsp22; ofsp3; ofsTEng), der sich aus der Differenz zwischen dem erfassten Betriebswert und dem ermittelten Basiswert und einer Gewichtung dieser Differenz ergibt, Anpassen des Basisluftaufwands (ηV BAS) in Abhängigkeit von dem, insbesondere durch Addition mit dem, bestimmten Offsetwert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen des Luftaufwands einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, insbesondere eines aufgeladenen und direkteinspritzenden Dieselmotors. Um Emissionsvorschriften zu genügen und Ansprüchen an Komfort und Leistungsentfaltung gerecht zu werden, sind Brennkraftmaschinen und deren Betriebsverfahren in letzter Zeit zukunftsweisend weiterentwickelt worden. Insbesondere der aufgeladene direkteinspritzende Dieselmotor bietet unter den aktuell verfügbaren Fahrzeugantrieben das größte Potential hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit. Die in den Zylindern der Brennkraftmaschine befindliche Gaszusammensetzung beeinflusst dabei stark das Verhalten der Brennkraftmaschine. Die im dynamischen Motor-Betrieb auftretenden quantitativen und qualitativen Abweichungen der Gaszusammensetzung beziehungsweise der Zylinderfüllung von einem stationär ermittelten Soll-Zustand konnten bisher nicht zufriedenstellend berücksichtigt werden. Insbesondere bei einer Umschaltung zwischen einem konventionellen und einem alternativen Brennverfahren, beispielsweise mit Teil-homogener Verbrennung, besteht eine extreme Sensibilität gegenüber der Gaszusammensetzung. Problematisch bei der Bestimmung der Gaszusammensetzung ist insbesondere die Trägheit des Luftsystems, durch welches der Brennkraftmaschine Frischluft und gegebenenfalls Abgas zurückgeführt wird. Ein logischer Lösungsansatz für die beschriebene Problematik ist daher eine Reduzierung der Trägheit des Luftsystems, wie es beispielsweise in der Druckschrift US 2007/0295067 A1 vorgeschlagen wird. Dabei ist vorgesehen, einen zusätzlichen Kompensations-Luftstrom in das System einzubringen, um Abweichungen zu kompensieren. Jedoch bedeuten auch derartige Lösungen einen hohen Aufwand in der Konstruktion und auch insbesondere in der Realisierung im Kraftfahrzeug.
• Es wurde weiterhin erkannt, dass es vorteilhaft ist, statt in den trägheitsbehafteten Luftpfad in den weitaus schnelleren Kraftstoffpfad einzugreifen, um beispielsweise Einspritzmenge und Einspritzzeitpunkt an die aktuelle Gaszusammensetzung anzupassen. Als Führungsgröße hat sich hierbei der Luftaufwand der Brennkraftmaschine als vorteilhaft herausgestellt. Findet während der Ventilüberschneidungsphase beim Ladungswechsel kein oder nur ein vernachlässigbares Durchspülen von Frischgemisch aus dem Einlasstrakt direkt in den Auslasstrakt statt, kann die Zylindermasse nach dem Schließen des oder der Einlassventile aus dem motorischen Schluckverhalten und dem internen Restgas ermittelt werden. Das motorische Schluckverhalten wird dabei durch den Luftaufwand beschrieben, der auch als volumetrischer Wirkungsgrad bezeichnet wird. Dabei wird die gesamte dem Zylinder zugeführte Verbrennungsgasmasse ins Verhältnis zu einer theoretischen Masse gesetzt, die dem Füllen des geometrischen Hubvolumens mit Gas von einem gegebenen Bezugszustand entspricht. Vorteilhafterweise wird dabei als Bezugszustand der Zustand im Einlasstrakt beziehungsweise im Saugrohr definiert, um das Abbilden dynamischer umgebungsbedingter Effekte im Luftsystem zu vermeiden. Durch Kenntnis des Luftaufwands kann die in den/die Zylinder eingeströmte Masse auf Basis des Saugrohrzustandes berechnet werden.
• Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren bekannt, mit welchen sich der Luftaufwand berechnen lässt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2004 041 708 B4 ein Verfahren zur modellbasierten Bestimmung einer Gesamtfrischluftmasse in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck und weiteren Parametern, wie der Motordrehzahl, der Motortemperatur, der Abgastemperatur, der Temperatur im Ansaugrohr, dem Abgasgegendruck und/oder der Nockenwellenposition.
• Aus der Offenlegungsschrift WO 2009/001015 A2 ist darüber hinaus ein Verfahren zum Bestimmen des Luftaufwands bekannt, bei welchem ein Referenzluftaufwand durch Berücksichtigung von Einflussgrößen wie der Gaszusammensetzung und der -temperatur angepasst wird.
• Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind jedoch entweder sehr aufwendig oder in Bezug auf ihre Ergebnisse noch verbesserungsfähig.
• Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren oder eine Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Art und Weise den Luftaufwand besonders genau und schnell bestimmen können, sodass dem Einspritzmanagement insbesondere des direkteinspritzenden aufgeladenen Dieselmotors eine verlässliche Führungsgröße zur Verfügung steht.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus: Zunächst wird ein Basisluftaufwand eines aktuellen Betriebspunkts aus einem Basis-Kennfeld in Abhängigkeit von einer aktuellen Drehzahl und einem aktuellen Mitteldruck der Brennkraftmaschine bestimmt. Der Basisluftaufwand stellt somit ein Referenzwert dar, der vorzugsweise zuvor an einem Motorprüfstand bei bekannten Verbrennungsbedingungen ermittelt und im Basiskennfeld abgelegt wurde. Das Basiskennfeld enthält zweckmäßigerweise für eine Vielzahl möglicher Betriebspunkte der Brennkraftmaschine jeweils einen Wert für den Basisluftaufwand. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Basisluftaufwand in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem aktuellen Mitteldruck der Brennkraftmaschine vorgegeben wird. Der aktuelle Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ist somit durch die Drehzahl und den Mitteldruck definiert, wobei als Mitteldruck vorzugsweise der indizierte Mitteldruck der Hochdruckschleife verwendet wird. Im nächsten Schritt wird wenigstens ein aktueller Betriebswert eines den Luftaufwand beeinflussenden Parameters der Brennkraftmaschine in dem aktuellen Betriebspunkt erfasst, insbesondere gemessen. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Parameter um einen den Luftaufwand beeinflussenden Parameter des Luftpfads der Brennkraftmaschine. Besonders bevorzugt wird der aktuelle Betriebswert beziehungsweise der Betriebswert des aktuellen Betriebspunktes durch eine geeignete Sensorik gemessen. Anschließend oder gleichzeitig wird ein Basiswert des ausgewählten Parameters für den aktuellen Betriebspunkt aus einem Basisparameterkennfeld ermittelt. Das Basisparameterkennfeld ist zweckmäßigerweise zuvor erstellt und in einem geeigneten Speicher zur Durchführung des Verfahrens hinterlegt worden. Der Basiswert, passend zum Basisluftaufwand, stellt somit einen Referenzwert für den gemessenen Betriebswert dar. Anschließend wird ein Offsetwert bestimmt, der sich aus der Differenz zwischen dem erfassten Betriebswert und dem ermittelten Basiswert und einer Gewichtung dieser Differenz ergibt. Der erfasste beziehungsweise gemessene Betriebswert wird also mit dem dem aktuellen Betriebspunkt entsprechenden Basiswert des Basisparameterkennfelds verglichen, wobei die Abweichung des Betriebswertes von dem Basiswert gewichtet und als Offsetwert weiterverwendet wird. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Basisluftaufwand, der zuvor aus dem Basiskennfeld ermittelt wurde, in Abhängigkeit von dem wie oben beschrieben bestimmten Offsetwert angepasst wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Basisluftaufwand durch Addieren mit dem Offsetwert angepasst wird. Durch die Bestimmung und Nutzung des Offsetwertes wird der Einfluss des gewählten Parameters auf den Basisluftaufwand bestimmt. Je nach Betriebspunkt kann sich somit eine Abweichung des Betriebswerts von dem Basiswert unterschiedlich stark auf den Luftaufwand auswirken. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dies auf einfache Art und Weise berücksichtigt, wobei vorzugsweise mehrere Parameter des Luftpfads zur Bildung jeweils eines entsprechenden Offsetwertes nach dem oben beschriebenen Verfahren berücksichtigt werden. Umso mehr Offsetwerte gebildet werden, umso genauer lässt sich der tatsächliche Luftaufwand der Brennkraftmaschine bestimmen. Zweckmäßigerweise werden der Basisluftaufwand, der aktuelle Betriebswert und der Basiswert bei der Durchführung des Verfahrens gleichzeitig ermittelt/bestimmt.
• Vorzugsweise wird als ein Parameter der Druck berücksichtigt, der in die Berechnung des Luftaufwandes eingeht. Wenn, wie vorliegend, als Bezugszustand das Saugrohr gewählt ist, dann wird als Druck der Saugrohrdruck beziehungsweise Druck des Verbrennungsgasgemisches berücksichtigt. Als Saugrohrdruck des Luftsystems der Brennkraftmaschine ist hier insbesondere der Druck in dem Luftsystem zwischen einem Verdichter und dem Einlass der Brennkraftmaschine zu verstehen. Besonders bevorzugt wird der Saugrohrdruck zwischen dem Zulauf der Abgasrückführung in den Einlasstrakt und dem Einlass der Brennkraftmaschine stromabwärts des Verdichters berücksichtigt. Der Saugrohrdruck lässt sich durch geeignete und bekannte Sensoren auf einfache Art und Weise ermitteln. Das Basisparameterkennfeld für den Einlassdruck sowie für weitere zu berücksichtigende Parameter wird gleichzeitig mit dem Basiskennfeld des Luftaufwands vorzugsweise zuvor auf einen Motorprüfstand oder dergleichen bei bekannten Umgebungsbedingungen experimentell ermittelt.
• Als weiterer Parameter wird vorzugsweise eine Temperatur des Bezugszustandes, also vorliegend im Saugrohr, die sogenannte Saugrohrtemperatur, die der Temperatur der der Brennkraftmaschine zugeführten Verbrennungsluft entspricht, berücksichtigt. Für die Saugrohrtemperatur wird ebenfalls ein entsprechendes Basisparameterkennfeld bereitgestellt, aus dem ein Basiswert zum Vergleich mit einem erfassten Betriebswerts der Temperatur, also der aktuellen Saugrohrtemperatur, zur Erzeugung eines weiteren Offsetzwertes verglichen werden kann.
• Besonders bevorzugt werden als weitere Parameter eine Zylinderwandtemperatur der Brennkraftmaschine und/oder ein Abgasgegendruck des Auslasstraktes berücksichtigt. Unter Verbrennungsluft ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stets das Gemisch aus Frischluft und gegebenenfalls zurückgeführtem Abgas zu verstehen. Vorzugsweise wird ebenfalls eine Drallklappenstellung berücksichtigt, sofern die Drallklappe zwischen dem Bezugsort/Saugrohr und dem Motoreinlass positioniert ist. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der derart angepasste Basisluftaufwand beziehungsweise der bestimmte Luftaufwand mit einem drallklappenabhängigen Korrekturfaktor variiert, insbesondere multipliziert wird.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird für jeden der zu berücksichtigenden Parameter in mehreren Betriebspunkten jeweils eine simulative Parametervariation zur Erzeugung einer von dem Parameter abhängigen Luftaufwand-Kennlinie durchgeführt. Dadurch wird der Einfluss des jeweiligen Parameters auf den Luftaufwand in dem jeweiligen Betriebspunkt erfasst. Vorzugsweise werden nur einige Messpunkte erfasst und durch Parametervariation, insbesondere durch eine sogenannte nulldimensionale Kreisprozessrechnung, des nur einen Parameters weitere Werte für den Luftaufwand berechnet. Dadurch wird der Aufwand für das Bestimmen der Luftaufwand-Kennlinie gering gehalten. Zweckmäßigerweise wird dieser Schritt vor der Durchführung des eigentlichen Verfahrens durchgeführt, sodass in Abhängigkeit der jeweiligen Luftaufwand-Kennlinie die Beeinflussung des jeweiligen Parameters auf den Luftaufwand erfasst und hierdurch die Gewichtung des Offsetwertes durchgeführt werden kann.
• Vorzugsweise wird aus der erzeugten Luftaufwand-Kennlinie eine Ausgleichsgerade erzeugt, die in guter Näherung den Verlauf des Luftaufwands über den variierten Parameter beschreibt. Vorzugsweise wird der Gradient dieser Ausgleichsgeraden in einem Gradientenkennfeld in Abhängigkeit des Betriebspunkts, also in Abhängigkeit von Mitteldruck und Drehzahl, gespeichert beziehungsweise hinterlegt. Somit wird ein Gradientenkennfeld für den Parameter gebildet, das für den jeweiligen Betriebspunkt den Gradienten der Luftaufwand-Kennlinie des Parameters wiedergibt.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Differenz aus Betriebswert und Basiswert in Abhängigkeit von dem zugehörigen Gradientenkennfeld des betroffenen Parameters gewichtet wird. Besonders bevorzugt wird die Differenz mit dem Gradienten zur Offsetwertbildung multipliziert, bevor dann der Offsetwert mit dem aus dem Basiskennfeld genommenen Basisluftaufwand addiert wird. Insgesamt ergibt sich hierdurch ein Modell, bei welchem die unterschiedlichen, den Luftaufwand beeinflussenden Parameter auf besonders vorteilhafte Art und Weise zur Bestimmung des tatsächlichen Luftaufwands der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden. Im Betrieb wird dann mittels der Differenz zwischen dem Betriebswert und dem Basiswert der jeweiligen Einflussgröße beziehungsweise des jeweiligen Parameters sowie dem zugehörigen Gradienten der Offset zum Basis-Luftaufwand errechnet. Mit dem Korrekturfaktor für die jeweilige Drallklappenstellung wird letztendlich ein korrigierter Schätzwert für den aktuellen Luftaufwand bereitgestellt.
• Ferner ist vorgesehen, dass zum Validieren des bestimmten Luftaufwands vorzugsweise eine Ist-Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft im Einlasstrakt mittels einer Lambda-Sonde, insbesondere mittels einer Breitband-Lambda-Sonde, erfasst wird. Die Daten der Lambda-Sonde können mit den Daten einer weiteren, im Abgastrakt vorgesehenen Lambda-Sonde verglichen werden, um das oben beschriebene Verfahren beziehungsweise den errechneten/bestimmten, angepassten und gegebenenfalls korrigierten Luftaufwand zu validieren.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10, die vorzugsweise als Steuergerät ausgebildet ist, zeichnet sich durch Mittel zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens aus. Bei diesen Mitteln handelt es sich, wie oben bereits erwähnt, beispielsweise um mindestens einen Drucksensor, mindestens einen Temperatursensor, Mittel zum Erfassen der Drehzahl der Brennkraftmaschine, und um Mittel, insbesondere Computerprozessoren, zur Berechnung und Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
• Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
• 1 eine vereinfachte Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung,
• 2 eine vereinfachte Darstellung zur Bilanzierung einer Verbrennungsluftmasse vor Verbrennung,
• 3 ein Modell/Verfahren zum Bestimmen des Luftaufwands der Brennkraftmaschine,
• 4A–4E das Füllungsverhalten der Brennkraftmaschine in einem bestimmten Betriebspunkt in Abhängigkeit unterschiedlicher Parameter,
• 5A–5D die Sensitivität des Luftaufwands in Abhängigkeit unterschiedlicher Parameter bei unterschiedlichen Betriebspunkten,
• 6 ein Kennfeld für einen Korrekturfaktor in Abhängigkeit von Drehzahl und Drehklappenstellung,
• 7 ein erweitertes Modell/Verfahren zur Bestimmung des Luftaufwands und
• 8 eine schematische Darstellung der Abgasrückführungmischstrecke.
• 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Brennkraftmaschine 1, die als aufgeladener direkteinspritzender Dieselmotor 2 ausgebildet ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist insofern als Hubkolbenmotor ausgebildet, der mehrere jeweils in einem Zylinder 4 axial verlagerbare und über ein Pleuelgestänge mit einer Kurbelwelle wirkverbundene Hubkolben 3 aufweist, von denen in 1 lediglich einer vereinfacht zur Information dargestellt ist. Die Stellung des Hubkolbens 3 in dem Zylinder 4 definiert dabei das aktuelle Brennraumvolumen. Mittels der Einlassventile 5 und der Auslassventile 6 lässt sich der Gaswechsel der Brennkraftmaschine steuern. Da Brennkraftmaschinen dem Fachmann bekannt sind, sollen im Folgenden Aufbau und Funktion der Brennkraftmaschine 1 nicht im Detail erläutert werden.
• Der Brennkraftmaschine 1 ist ein Abgasturbolader 7 zugeordnet, der einen Verdichter 8 sowie eine Turbine 9 umfasst, die mechanisch miteinander wirkverbunden sind. Stromabwärts des Verdichters 8 ist ein Ladeluftkühler 10 vorgesehen, der die durch den Verdichter 8 komprimierte Frischluft kühlt. Stromabwärts des Ladeluftkühlers 10 ist eine Drosselklappe 11 vorgesehen, die das Spülgefälle über eine Abgasrückführung 14 reguliert. Anschließend wird der Frischgasmassenstrom der Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise den jeweiligen Brennräumen zugeführt. Das aus dem jeweiligen Brennraum ausströmende Abgas wird der Turbine 9 des Abgasturboladers 7 zugeführt, um diesen und damit den Verdichter 8 anzutreiben. Der Verdichter 8, der Ladeluftkühler 10, und die Drosselklappe 11 liegen somit im Einlasstrakt 12 der Brennkraftmaschine 1, während die Turbine 9 im Auslasstrakt 13 angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine 1 weist weiterhin die Abgasrückführung 14 auf der Hochdruckseite des Luftsystems auf, durch welche ein Teil des Abgasmassenstroms aus dem Abgastrakt 13 zu dem Einlasstrakt 12 stromabwärts der Drosselklappe 11 geleitet wird. Die Abgasrückführung 14 weist einen Kühler 15 für den zurückgeführten Abgasmassenstrom sowie einen dem Kühler 15 zugeordneten und bei Bedarf freischaltbaren Bypass 16 auf. Stromabwärts des Kühlers 15 und des Bypasses 16 ist darüber hinaus ein Ventil 17 zur Regulierung des zurückgeführten Abgasmassenstroms in der Abgasrückführung 14 vorgesehen. Durch Öffnen des Ventils 17 wird die Abgasrückführung 14 freigegeben. Da im Regelfall der Abgasdruck im Auslass 13 vor der Turbine 9 über dem Druck in dem Saugrohr 18 des Einlasstraktes 12 liegt, saugt der Dieselmotor 2 bei geöffnetem Ventil 17 Abgas an, wodurch der Frischluftmassenstrom sinkt. Die Kopplung der Regelkreise des Frischluftmassenstroms und des zurückgeführten Abgasmassenstroms entsteht durch die mit Entnahme des zurückgeführten Abgasmassenstroms vor Turbine einhergehenden Reduzierung der Turbinenleistung, was beispielsweise durch Verstellen von Leitschaufeln kompensiert werden muss. Das Verstellen der Leitschaufeln wiederum beeinflusst über den Abgasdruck das Druckgefälle über die Strecke der Abgasrückführung 14 und somit den zurückgeführten Massenstrom und damit auch den Frischluftmassenstrom.
• Hierdurch variiert die Gaszusammensetzung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine 1. Sowohl die Abgasrückführung 14 als auch beim Ladungswechsel im jeweiligen Zylinder verbleibende interne Restgase haben Auswirkungen auf kalorische Stoffeigenschaften der Zylinderladung/-Füllung, Zündverhalten und Brennverlauf des Dieselmotors 2.
• 2 zeigt beispielhaft eine Bilanzierung der gesamten Zylindermasse, also der in dem Brennraum befindlichen Gasmasse vor Beginn der Einspritzung beziehungsweise nach Schließen der Einlassventile. Die im Brennraum befindliche Gasmasse setzt sich zusammen aus Frischluft m_FL, durch die Abgasrückführung 14 zurückgeführtem Abgas m_AGR und internem Restgas m_RG. Bei dieseltypisch überstöchiometrischen Betrieb enthalten sowohl externes als auch internes Restgas neben den Verbrennungsprodukten Co₂ und H₂O noch überschüssigen Sauerstoff. Mit der bekannten Zusammensetzung von Luft ergibt sich daraus eine Masse an unverbrannter Luft im Abgas. Der Rest kann – unter Annahme vollständiger Verbrennung – als stöchiometrisches Verbrennungsgas betrachtet werden. Dieses enthält keine reaktiven Bestandteile und wird daher als Inertgas bezeichnet. Bilanziert man die einzelnen Luft- und Inertgas-Anteile, lässt sich die Aufteilung der Zylindermasse m_Z nach Frischluft, zurückgeführtem Abgas und Restgas in eine Aufteilung nach Luft m_LuZ und Inertgas m_IGZ wie rechts in 2 dargestellt überführen. Durch Kenntnis der Gaszusammensetzung in dem jeweiligen Brennraum beziehungsweise in den Brennräumen lässt sich die Einspritzstrategie für die Brennkraftmaschine 1 vorteilhaft so einstellen, dass Anforderungen an Emissionsverhalten, Komfort und Leistungsentfaltung erfüllt werden können. Da jedoch das Luftsystem, wie zuvor beschrieben, insbesondere durch die Abgasrückführung ein hochkomplexes System bildet, und aufgrund von Massenspeichereffekten, die zu einer Trägheit des Luftsystems führen, ist es nicht ohne Weiteres möglich, die Gaszusammensetzung in den Brennräumen exakt zu bestimmen.
• Der durch den Verdichter 8 angesaugte Frischluftmassenstrom wird beim Dieselmotor 2 über einen Heißfilmmassenmesser (HFM-Sensor) stromaufwärts des Verdichters 8 gemessen. Aufgrund der Kompressibilität der Luft und der mitunter langen Luftstrecke durch Verrohrung, Ladeluftkühler 10 und Saugrohr 18, treten jedoch dynamische Massenspeichereffekte durch Dichteänderungen auf. Dadurch entspricht der gemessene Frischluftmassenstrom nicht notwendigerweise dem tatsächlichen Zylinder-Eintrittsmassenstrom, der im Folgenden auch als Verbrennungsluftmassenstrom bezeichnet wird. Um das Signal des HFM-Sensors dennoch nutzen zu können, müssten die Massenspeichereffekte in einem Modell des Luftsystems abgebildet werden. Durch die Zumischung von Abgas zur angesaugten Frischluft im Saugrohr 18 ist ein Modell mit zwei Eintrittsmassenströmen und einem Austrittsmassenstrom notwendig, wie beispielsweise in 8 gezeigt, wobei hier davon ausgegangen wird, dass Druck, Temperatur und Gaszusammensetzungen im Volumen als homogen betrachtet werden können.
• Bekannt sind zunächst lediglich Betrag und Zusammensetzung des Frischluftmassenstroms. Um das Gleichungssystem der Massenerhaltung zu schließen, muss demnach noch entweder der zweite Eintrittsmassenstrom oder der Austrittsmassenstrom ermittelt werden, wobei der Austrittsmassenstrom dem Verbrennungsluftmassenstrom entspricht.
• Findet während der Ventilüberschneidungsphase im Ladungswechsel kein oder nur ein vernachlässigbares Durchspülen von Frischgemisch aus dem Einlasstrakt 12 direkt in den Auslasstrakt 13 statt, kann die Gasmasse in den Brennräumen bei geschlossenem Einlassventil 5 aus dem motorischen Schluckverhalten und dem internen Restgas ermittelt werden. Das motorische Schluckverhalten wird dabei durch den sogenannten Luftaufwand oder volumetrischen Wirkungsgrad η_V beschrieben. Dabei wird die gesamte dem Zylinder beziehungsweise Brennraum zugeführte Frischluftmasse ins Verhältnis zu einer theoretischen Masse gesetzt, die dem Füllen des geometrischen Hubvolumens mit Gas von einem gegebenen Bezugszustand entspricht. Als Bezugszustand wird vorliegend zweckmäßigerweise der Saugrohrzustand definiert. Ist der Luftaufwand bekannt, kann die in den Zylinder eingeströmte Masse auf Basis des Saugrohrzustands berechnet werden. Im Folgenden soll ein Verfahren beziehungsweise Modell beschrieben werden, mit welchem sich das Schluckverhalten beziehungsweise der Luftaufwand der Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise des Dieselmotors 2 besonders vorteilhaft bestimmen lässt.
• 3 zeigt hierzu den schematischen Aufbau des Modells. Ausgegangen wird von einem Basiskennfeld für den Luftaufwand η_V, aus welchem der aktuelle Basisluftaufwand η_{V BAS}, also der theoretisch zu erwartende Luftaufwand für den aktuellen Betriebspunkt in Abhängigkeit von der Drehzahl n_Eng der Brennkraftmaschine 1 und indiziertem Mitteldruck pmi_HD entnommen werden kann. Der entnommene Luftaufwand η_{V BAS} wird durch Offsetwerte ofs zu einem korrigierten Luftaufwand η_{V COR} angepasst, wobei die Offsetwerte ofs den Einfluss unterschiedlicher Parameter des Luftsystems auf den Luftaufwand in Abhängigkeit aktuell erfasster Messwerte wiedergeben, um somit den theoretischen Luftaufwand an den tatsächlichen Luftaufwand anzupassen. Vorliegend werden hierzu die Offsetwerte zu dem aus dem Basiskennfeld ermittelten Luftaufwand η_{V BAS} addiert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden als Parameter eine Verbrennungslufttemperatur T₂₂ im Saugrohr 18, ein Verbrennungsluftdruck p₂₂ in dem Saugrohr 18, ein Abgasgegendruck p₃ in dem Abgastrakt 13 und eine Temperatur T_Eng der Brennkraftmaschine berücksichtigt. Natürlich ist es auch denkbar, weitere Parameter, wie beispielsweise eine Zylinderwandtemperatur T_WZ der Brennkraftmaschine 1, zu berücksichtigen. Die sich daraus ergebenden Offsetwerte ofs_T22, ofs_p22, ofs_p3 und ofs_TEng werden nach einem Schema ermittelt, das mit Bezug auf die Temperatur T₂₂ des Verbrennungsluftmassenstroms in dem Saugrohr 18 im Folgenden näher beschrieben werden soll.
• Zu jedem der zu berücksichtigenden Parameter wird zunächst aus einem Basisparameterkennfeld in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes, also in Abhängigkeit vom aktuellen indizierten Mitteldruck pmi_HD und der aktuellen Drehzahl n_Eng ein Basiswert, mit Bezug auf die Temperatur T₂₂ der Basiswert T_{22 BAS} entnommen. Das jeweilige Basisparameterkennfeld ist zuvor zweckmäßigerweise an einen Motorprüfstand unter Kenntnis der Umgebungsbedingungen für eine Vielzahl von Betriebspunkten bei vollständig geöffneter Drallklappe erstellt worden. Gleichzeitig wird die tatsächlich vorliegende mittels eines entsprechenden Sensors erfasste Temperatur T₂₂ in dem Saugrohr 18 als Betriebswert erfasst. Aus dem Betriebswert und dem Basiswert wird eine Differenz gebildet, die anschließend zur Erzeugung des Offsetwertes ofs_T22 zunächst noch gewichtet wird.
• Die Gewichtung erfolgt durch Multiplikation mit einem Gradienten grd_T22, der in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes aus einem Gradientenkennfeld entnommen wird. Die Ermittlung des jeweiligen Gradientenkennfelds wird mit Bezug auf 4 und 5 im Folgenden beschrieben:
  In 4A sind für einen exemplarischen Betriebspunkt die Gasmasse im Brennraum bei ES, also wenn die Einlassventile geschlossen wurden, und der Luftaufwand η_V in Abhängigkeit von jeweils einem variierenden Parameter dargestellt, während die restlichen Parameter konstant gehalten wurden. Die Werte für die Gasmasse m_z werden jeweils durch eine Linie mit Quadraten dargestellt, während der Luftaufwand durch eine Linie mit Dreiecken dargestellt ist.
• Gemäß 4A ist die Zusammensetzung des einströmenden Gases durch die Sauerstoffkonzentration

  

  im Saugrohr 18 repräsentiert. Die Gaszusammensetzung wirkt sich über die Stoffeigenschaften theoretisch auf den Wärmeübergang während des Einlassvorgangs aus. Der Einfluss auf Luftaufwand und Füllung ist jedoch wie aus 4A ersichtlich vernachlässigbar. Ein eventueller Einfluss auf Zündverzug ist hierbei jedoch nicht berücksichtigt.
• In 4B ist der Einfluss des Saugrohrdrucks p₂₂ auf den Luftaufwand und die Gasmasse gezeigt. Mit steigendem Saugrohrdruck p₂₂ nähme bereits für konstanten Luftaufwand die Füllung m_Z linear zu. Durch den steigenden Massenstrom sinkt gleichzeitig der spezifische Wärmeeintrag von der Zylinderwand in das Gas, so dass in der Folge auch der Luftaufwand η_V mit zunehmenden Saugrohrdruck p steigt.
• Mit steigender Temperatur T₂₂ der Verbrennungsluft im Saugrohr 18 sinkt die Dichte und mit der Dichte sinkt bei gleichen Druckverhältnissen der Verbrennungsluftmassenstrom über die Einlassventile 5, so dass die Füllung sinkt. Durch die schon vor dem Einströmvorgang erhöhte Gastemperatur sinkt die Temperaturdifferenz zwischen Zylinderwand und Gasgemisch, so dass der Wärmeeintrag in das Gasgemisch und damit der thermische Drosseleffekt sinkt. Im Saugrohr bezogenen Luftaufwand η_V äußert sich dies durch einen mit der Saugrohrtemperatur T₂₂ steigenden Verlauf trotz abnehmender Füllung, wie in 4C gezeigt.
• Umgekehrt steigt mit zunehmender Zylinderwandtemperatur T_wz, wie in 4D dargestellt, der Wärmeeintrag in das einströmende Gas. Folgerichtig ergibt sich mit zunehmender Wandtemperatur T_wz ein sinkender Luftaufwand η_V.
• Ein auffällig deutliches Absinken des Luftaufwands η_V ist für zunehmenden Abgasgegendruck p₃ zu beobachten, wie in 4E dargestellt. Ursache hierfür ist ein nennenswerter Anstieg der heißen Restgasmasse und das erhöhte Druckniveau im Zylinder beziehungsweise im Brennraum beim Öffnen des Einlassventils/der Einlassventile, was zunächst zu einem signifikanten Rückströmen aus dem Zylinder in den Einlasskanal führt, bevor Verbrennungsluft in den Zylinder/Brennraum einströmt. Beide Effekte reduzieren die Masse an einströmender Verbrennungsluft bei schließendem Einlassventil, obwohl die Gesamtmasse im Zylinder/Brennraum kaum Veränderungen zeigt.
• Allen Variationen gemein ist ein stetiger Verlauf des Luftaufwands η_V über dem jeweiligen Variationsparameter, der sich in guter Nahrung durch eine Ausgleichsgerade beschreiben lässt. Der Gradient dieser Ausgleichgeraden kann somit als relativer Kennwert für die Reaktion des Luftaufwands η_V auf den jeweiligen Parameter angesehen werden. Durch Untersuchung mehrer Betriebspunkte lässt sich so für die relevanten Parameter, insbesondere für den Saurohrdruck p₂₂, die Saugrohrtemperatur T₂₂, den Abgasgegendruck p₃ und die Zylinderwandtemperatur T_WZ jeweils ein Gradientenkennfeld erstellen, das die Reaktion des motorischen Schluckverhaltens auf Änderungen des jeweiligen Parameters beschreibt.
• 5 zeigt hierzu die Sensitivität des Luftaufwands gegenüber ausgewählten Parametern in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebspunkt. 5A zeigt dabei die Sensitivität des Luftaufwands η_V in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck p₂₂, 5B die Sensitivität gegenüber dem Abgasgegendruck p₃, 5C die Sensitivität gegenüber der Verbrennungslufttemperatur T₂₂ und 5D die Sensitivität gegenüber der Zylinderwandtemperatur T_WZ.
• Wird, wie zuvor mit Bezug auf 4 beschrieben, diese Sensitivität beziehungsweise der Einfluss auf den Luftaufwand für die unterschiedlichen Parameter durch eine berechnete Parametervariation bei mehreren Betriebspunkten berechnet, lassen sich die Gradientenkennfelder für eine Vielzahl von Betriebspunkten auf einfache Art und Weise füllen, so dass eine genaue Gewichtung der Offsetwerte erfolgt beziehungsweise erfolgen kann.
• Die Basisparameterkennfelder und Gradientenkennfelder werden zweckmäßigerweise ebenfalls in dem Speicher des Steuergeräts hinterlegt. Im Betrieb wird dann wie zuvor beschrieben aus der Differenz von dem Betriebswert zu dem Basiswert und der Gewichtung mittels dem aktuellen Betriebspunkt entsprechenden Gradienten aus dem Gradientenkennfeld, der Offsetwert OFS_T22 oder entsprechende andere Offsetwerte errechnet.
• Wie in 3 dargestellt, wird abschließend der angepasste Luftaufwand η_{V BAS} mit einem drallklappenstellungsabhängigen Korrekturfaktor fac_VSw multipliziert, um den angepassten Luftaufwand η_{V COR} zu erhalten.
• Die Ladungsbewegung wird bei direkt einspritzenden Dieselmotoren von einer um die Zylinderachse rotierenden Drallströmung dominiert. Die Ausbildung dieser Drallströmung zur Unterstützung der Gemischaufbereitung wird durch entsprechende geometrische Gestaltung der Einlasskanäle und Ventilsitzphasen erreicht. Durch eine betätigbare Drallklappe wird das Drallniveau im Brennraum/Zylinder darüber hinaus durch die Motorsteuerung vorzugsweise beeinflusst. Die so darstellbare Drallspreizung trägt den variablen, von Drehzahl, Last und Einspritzdruck abhängigen Drallbedarf Rechnung. 6 zeigt einen Korrekturfaktor für den Luftaufwand in Abhängigkeit der Drallklappenstellung VSwVIv_rAct, wobei die Drallklappe bei 0% geschlossen und bei 100% vollständig geöffnet ist. Mit dem Korrekturfaktor fac_VSw für die jeweilige Drallklappenstellung aus 6 ergibt sich letztendlich ein korrigierter Schätzwert für den aktuellen Luftaufwand η_{V COR} der Brennkraftmaschine 1.
• 7 und 8 betreffen eine Weiterbildung des beschriebenen Verfahrens, durch welche die durch das zuvor beschriebene Verfahren bestimmten Luftaufwände validiert und adaptiert werden können.
• Mittels einer Breitband-λ-Sonde 19 im Saugrohr 18, wie in 1 dargestellt, wird die Sauerstoffkonzentration im modellierten Volumen, also in dem Saugrohr 18, direkt erfasst. 8 zeigt hierzu eine schematische Darstellung des Saugrohrs 18 als Abgasrückführungs-Mischstrecke. Der in dem Volumen herrschende Druck p_V entspricht dem Saugrohrdruck p₂₂, die Temperatur T_V entspricht der Temperatur T₂₂ und die Sauerstoffkonzentration x_O2V die durch die Breitband-λ-Sonde erfasste Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft. In das Volumen strömt die von dem Verdichter 8 angesaugte Frischluft als Frischluftmassenstrom m_FL mit einer Sauerstoffkonzentration x_O2FL ein. Als weiterer Eintrittsmassenstrom strömt der zurückgeführte Abgasmassenstrom m_AGR mit einer Sauerstoffkonzentration von X_O2AGR. Der Verbrennungsluftmassenstrom beziehungsweise der – bezogen auf das Modell – das Volumen verlassende Ausgangsmassenstrom m_out weist eine Sauerstoffkonzentration von x_{O2 out} auf. Der Sauerstoffgehalt von Luft und damit die Sauerstoffkonzentration X_{O2 FL} der Frischluftmasse ist bekannt. Die Sauerstoffkonzentration x_{O2 AGR} des zurückgeführten Abgases wird von der λ-Sonde 20 in dem Auslasstrakt 13 erfasst. Setzt man dem Volumen eine homogene Gaszusammensetzung voraus, entspricht die Ausgangs-Sauerstoffkonzentration der gemessenen Sauerstoffkonzentration x_{O2 V} im Volumen. Somit bleiben als unbekannte Größen der zurückgeführte Abgasmassenstrom m_AGR sowie der Austrittsmassenstrom Für den Zusammenhang zwischen der von den beiden λ-Sonden 19, 20 gemessenen Sauerstoffkonzentrationen x_{O2 FL} beziehungsweise X_{O2 AGR} und einer Massenkonzentration w gilt näherungsweise: w_O2 = x_O2/0,905.
• Die Änderung der im Volumen gespeicherten Masse wird im zeitdiskreten System über den Differenzquotienten approximiert. Sind weiterhin die Eintritts- und Austrittsmassenströme bis auf einen einzigen bekannt, lässt sich dieser aus der Massenerhaltung mit folgender Gleichung ermittelt:

  
• Die Massenerhaltung kann natürlich ebenso für die ausschließliche Betrachtung der Sauerstoffmassenanteile wie folgt formuliert werden:

  
• Sind Druck, Temperatur und Volumen bekannt, lässt sich die im Volumen gespeicherte Masse prinzipiell berechnen mit:

  
• Die zuvor genannten Gleichungen auf den vorliegenden Fall angewandt bilden ein Gleichungssystem, aus dem sich schließlich Bestimmungsgleichungen für den Austrittsmassenstrom m_out und den zurückgeführten Abgasmassenstrom m_AGR extrahieren lassen.
• 
• Die Änderung der gespeicherten Sauerstoffmasse wird wiederum über den Differenzquotienten approximiert, die gespeicherte Sauerstoffmasse aus gespeicherter Gesamtmasse und Sauerstoffkonzentration ermittelt.
• Damit steht prinzipiell ein fahrzeugtaugliches Konzept zur messtechnischen Erfassung der Mischungsvorgänge im Saugrohr 18 zur Verfügung.
• 7 zeigt eine kombinierte adaptive Funktionsstruktur, in welcher zunächst der Luftaufwand η_V mittels des insbesondere mit Bezug auf 3 beschriebenen Verfahrens unter Berücksichtigung des drallklappenstellungsabhängigen Korrekturfaktors fac_VSw ermittelt wird, das robust, schnell und mit einem Minimum an sensorischen Eingangsdaten den Luftaufwand η_{V COR} bestimmt. Der errechnete Luftaufwand wird beispielsweise gemäß

  

  in den Motor-Eintrittsmassenstrom beziehungsweise in den Verbrennungsluftmassenstrom bei einem Viertaktmotor umgerechnet. Der Sauerstoffgehalt des in den Motor einströmenden Gases wird direkt von der Breitband-λ-Sonde im Saugrohr 18 erfasst.
• Der bestimmte Luftaufwand η_{V COR} wird mit einem kennfeldbasierten adaptiven Korrekturfaktor fac_COR zu einem adaptierten Luftaufwand η_{v adap} korrigiert, der sich aus einem Vergleich zwischen dem mittels des Luftaufwandmodells aus 3 bestimmten Luftaufwand η_{V COR} und dem durch die O₂-basierte Modellierung berechneten Luftaufwand, wie mit Bezug auf 8 beschrieben, ergibt und in einem Kennfeld abgelegt beziehungsweise gespeichert wird, um in einem weiteren Durchlauf des Verfahrens berücksichtigt werden zu können. Dadurch wird im laufenden Betrieb ein adaptiver Korrekturfaktor durch den beschriebenen Vergleich ermittelt und kann anschließend zur Korrektur des bestimmten Luftaufwandes genutzt werden. Vorteilhafterweise wird der Korrekturfaktor in Betriebszuständen mit vernachlässigbarer Dynamik im Luftsystem ermittelt, da in diesen Betriebszuständen der sauerstoffkonzentrationsbasierten Modellierung mittels der Breitband-λ-Sonde der höhere Wahrheitsgehalt zugesprochen wird. Auf diese Weise wird eine Restfehleradaption des gesamten Luftaufwandmodells mit einfachen Mitteln realisiert. Geeignete Betriebszustände für die Adaption sollten dabei folgende Kriterien erfüllen:
• – Vernachlässigbare Dynamik in der Abgasrückführung, die beispielsweise anhand des Gradienten des als Drosselströmung berechneten, zurückgeführten Abgasmassenstroms detektiert wird,
• – ausreichend große Differenz der Sauerstoffkonzentrationen im Abgasmassenstrom und im Verbrennungsluftmassenstrom beziehungsweise im Auslasstrakt 13 und im Saugrohr 18, und
• – Sicherstellung der korrekten Strömungsrichtung in der Abgasrückführung, das heißt insbesondere, dass der Abgasgegendruck p₃ deutlich über dem Saugrohrdruck p₂₂ liegen muss, was im hochdynamischen Betrieb nicht immer gegeben ist.
• Auf Basis dieses Restfehler-Kennfelds ist auch eine Plausibilisierung der Füllungsmodellierung beispielsweise zur Drifterkennung über die Laufzeit möglich.
• Auf Basis der gewonnenen Daten, insbesondere auf Basis des bestimmten, angepassten und korrigierten Luftaufwandes, lassen sich die charakteristischen Kenngrößen im Zylinder 4, die als Grundlage für die Einspritzsteuerung dienen, auf bekannte Art und Weise berechnen.
• Insgesamt erlaubt das zuvor beschriebene Verfahren, auf einfache Art und Weise unter Verwendung nur weniger Sensoren eine genaue Bestimmung des Luftaufwands und damit der Zylinderfüllung der Brennkraftmaschine, wodurch sich ein Einspritzverfahren optimal an die tatsächlich im Brennraum vorliegenden Gegebenheiten anpassen lässt. Auch wenn sich das beschriebene Verfahren auf eine Abgasrückführung auf der Hochdruckseite des Luftpfades bezieht, ist es gleichermaßen auch für eine entsprechende Konfigurierung auf der Niederdruckseite durchführbar.
• Bezugszeichenliste

1

Brennkraftmaschine

2

Dieselmotor

3

Hubkolben

4

Zylinder

5

Einlassventil

6

Auslassventil

7

ATL

8

Verdichter

9

Turbine

10

Ladeluftkühler

11

Drosselklappe

12

Einlasstrakt

13

Auslasstrakt

14

Abgasrückführung

15

Kühler

16

Bypass

17

Ventil

18

Saugrohr

19

Breitband-λ-Sonde

20

λ-Sonde

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 2007/0295067 A1 [0001]
• DE 102004041708 B4 [0003]
• WO 2009/001015 A2 [0004]

Claims (10)

1. Verfahren zum Bestimmen des Luftaufwands (η_V) einer Brennkraftmaschine (1) mit einer Abgasrückführung (14), insbesondere eines aufgeladenen direkteinspritzenden Dieselmotors (2), mit folgenden Schritten: – Bestimmen eines Basisluftaufwands (η_{V BAS}) eines aktuellen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine aus einem Basiskennfeld in Abhängigkeit von einer aktuellen Drehzahl (n_Eng) und einem aktuellen Mitteldruck (pmi_HD) der Brennkraftmaschine (1), – Erfassen wenigstens eines aktuellen Betriebswertes eines den Luftaufwand beeinflussenden Parameters der Brennkraftmaschine (1) in dem aktuellen Betriebspunkt, – Ermitteln eines Basiswertes des Parameters für den aktuellen Betriebspunkt aus einem Basisparameterkennfeld, – Bestimmen eines Offsetwertes (ofs_T22; ofs_p22; ofs_p3; ofs_TEng), der sich aus der Differenz zwischen dem erfassten Betriebswert und dem ermittelten Basiswert und einer Gewichtung dieser Differenz ergibt, – Anpassen des Basisluftaufwands (η_{V BAS}) in Abhängigkeit von dem, insbesondere durch Addition mit dem, bestimmten Offsetwert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter ein Saugrohrdruck (p₂₂) berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter eine Temperatur (T₂₂) im Saugrohr (18) berücksichtigt wird.
4. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter eine Zylinderwandtemperatur (T_WZ) der Brennkraftmaschine (1) und/oder ein Abgasgegendruck (p₃) berücksichtigt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Durchführung des Verfahrens für jeden der Parameter in mehreren Betriebspunkten jeweils eine simulative Parametervariation zur Erzeugung einer von dem Parameter abhängigen Luftaufwand-Kennlinie durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der erzeugten Luftaufwand-Kennlinie eine Ausgleichsgerade gebildet wird, deren Gradient in einem Gradientenkennfeld (grd_p22; grd_p3; grd_T22; grd_Twz) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebspunkt gespeichert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz durch einen betriebspunktabhängig gewählten Gradienten aus dem Gradientenkennfeld (grd_p22; grd_p3; grd_T22; grd_Twz) gewichtet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der angepasste Basisluftaufwand (η_V) mit einem drallklappenstellungsabhängigen Korrekturfaktor (fac_VSw) variiert, insbesondere multipliziert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Validieren des bestimmten Luftaufwands (η_V) eine Sauerstoffkonzentration im Saugrohr (18) mittels einer Lambda-Sonde, insbesondere Breitband-Lambda-Sonde (19), erfasst wird.
10. Vorrichtung zum Bestimmen des Luftaufwands (η_V) einer Brennkraftmaschine (1) mit Abgasrückführung (14), insbesondere eines aufgeladenen und direkteinspritzenden Dieselmotors, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln, die – in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebspunkt einen Basisluftaufwand (η_{V BAS}) aus einem Basiskennfeld in Abhängigkeit von einer aktuellen Drehzahl (n_Eng) und einem aktuellen Mitteldruck (pmi_HD) der Brennkraftmaschine (1) bestimmen, – wenigstens einen aktuellen Betriebswert eines den Luftaufwand beeinflussenden Parameters der Brennkraftmaschine (1) in dem aktuellen Betriebspunkt erfassen, – einen Basiswert des Parameters für den aktuellen Betriebspunkt aus einem Basisparameterkennfeld ermitteln, – einen Offsetwert bestimmen, der sich aus der Differenz zwischen dem erfassten Betriebswert und dem ermittelten Basiswert und einer Gewichtung dieser Differenz ergibt, und – die den Basisluftaufwand in Abhängigkeit von dem bestimmten Offsetwert anpassen, insbesondere durch Addition mit dem Offsetwert.

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