Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Anteils an Restgas im Zylinder einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The present invention relates to a method for determining the proportion of residual gas in the cylinder of an internal combustion engine with the features according to the independent claims.
Wie allgemein bekannt, befindet sich nach Abschluss des Ladungswechsels im Zylinder einer Brennkraftmaschine ein Gasgemisch aus Verbrennungsgas und Luft. Das Verbrennungsgas resultiert insbesondere aus einer vorangegangenen Verbrennung. Die Kenntnis des Anteils an Verbrennungsgas an diesem Gasgemisch – auch Restgasanteil genannt – ist für einen optimalen Betrieb einer Brennkraftmaschine wichtig. Gemäß dem Dokument DE 10 2006 000 973 A1 ist es Stand der Technik, eine Größe zu messen, die den Verbrennungsablauf charakterisiert und abhängig davon den Restgasanteil zu bestimmen. Die den Verbrennungsverlauf charakterisierende Größe wird beispielsweise auf Basis eines gemessenen Brennraumdruckverlaufs gebildet. Hierbei ist es nachteilig, dass eine Brennraumdruckmessung erforderlich ist. Gemäß dem Dokument DE10254475B3 ist es weiterhin Stand der Technik, den Restgasanteil mittels der thermischen Zustandsgleichung für ideale Gase zu bestimmen, wobei die Temperatur und der Druck im Brennraum gemessen werden. Hierbei ist es nachteilig, dass eine Temperaturmessung erforderlich ist. Gemäß dem Dokument DE10317120B4 ist es weiterhin Stand der Technik, dass das Signal einer Lambdasonde durch den Restgasanteil beeinflusst wird. Zur Bestimmung des Restgasanteils werden das reale Lambdasonden-Signal und ein erwartetes Lambdasonden-Signal miteinander verglichen. Ist das reale Lambdasonden-Signal größer als das erwartete Lambdasonden-Signal, wird bestimmt, dass der Restgasanteil zu gering ist. Ist das reale Lambdasonden-Signal geringer als das erwartete Lambdasonden-Signal, wird bestimmt, dass der Restgasanteil zu hoch ist. D. h. die Differenz zwischen tatsächlichem und erwartetem Lambdasonden-Signal ist ein Maß für den Restgasanteil. Gemäß dem Dokument DE 10 2009 001 673 A1 ist es außerdem Stand der Technik, auf Basis der Amplitude von Schwankungen eines Lambdasonden-Signals eine den aktuellen Umfang des Scavengings charakterisierende Größe zu ermitteln. D. h. mit dem Grad des Scavengings nimmt die Amplitude der Schwankungen des Lambdasonden-Signals zu. Ist die Amplitude der Schwankungen des Lambdasonden-Signals klein, verbleibt der Restgasanteil im Zylinder und ist die Amplitude groß, wird der im Zylinder verbleibende Restgasanteil fast vollständig durch Frischluft ersetzt. Dieses Verfahren kann jedoch nur dann angewendet werden, wenn Frischluft vom Einlass zum Auslass strömt, also eine Ventilüberschneidung vorhanden ist. Gemäß dem Dokument DE 10 2006 032 717 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung von Restgas in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine mittels Messung des Kohlendioxidgehalts im Abgas Stand der Technik. Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung des Kohlendioxidgehalts im Zylinder durch Bilanzierung des Kohlendioxidgehalts in der angesaugten Luft mit dem Kohlendioxidgehalt eines Arbeitsspiels bei ausgesetzter Verbrennung, dem ein Arbeitsspiel mit Verbrennung vorausgegangen ist. Das Aussetzen der Verbrennung ist steuerbar und zu beliebigen Zeitpunkten durchführbar. Gemäß dem Dokument DE19508643A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln der Kraftstoff-Einspritzmenge bei Wiedereinsetzen eines ausgeblendeten Zylinders in einer Brennkraftmaschine Stand der Technik, wobei eine einer Grundeinspritzmenge überlagerte Einspritzmehrmenge für die erste Verbrennung nach Wiedereinsetzen des Zylinders in Abhängigkeit von dem Restgas im Zylinder bestimmt wird.As is well known, is located after completion of the charge cycle in the cylinder of an internal combustion engine, a gas mixture of combustion gas and air. The combustion gas results in particular from a previous combustion. The knowledge of the proportion of combustion gas in this gas mixture - also called residual gas content - is important for optimal operation of an internal combustion engine. According to the document DE 10 2006 000 973 A1 It is state of the art to measure a size that characterizes the combustion process and to determine depending on the residual gas content. The variable characterizing the course of combustion is formed, for example, on the basis of a measured combustion chamber pressure profile. It is disadvantageous that a combustion chamber pressure measurement is required. According to the document DE10254475B3 It is still state of the art to determine the residual gas content by means of the thermal equation of state for ideal gases, wherein the temperature and the pressure in the combustion chamber are measured. It is disadvantageous that a temperature measurement is required. According to the document DE10317120B4 It is still state of the art that the signal of a lambda probe is influenced by the residual gas content. To determine the residual gas content, the real lambda probe signal and an expected lambda probe signal are compared with one another. If the real lambda probe signal is greater than the expected lambda probe signal, it is determined that the residual gas content is too low. If the real lambda probe signal is lower than the expected lambda probe signal, it is determined that the residual gas content is too high. Ie. the difference between actual and expected lambda probe signal is a measure of the residual gas content. According to the document DE 10 2009 001 673 A1 In addition, it is state of the art to determine a variable characterizing the current extent of the scavenging on the basis of the amplitude of fluctuations of a lambda probe signal. Ie. with the degree of scavenging, the amplitude of the fluctuations of the lambda probe signal increases. If the amplitude of the fluctuations of the lambda probe signal is small, the residual gas content in the cylinder remains and if the amplitude is large, the residual gas content remaining in the cylinder is almost completely replaced by fresh air. However, this method can only be used when fresh air flows from the inlet to the outlet, ie a valve overlap exists. According to the document DE 10 2006 032 717 A1 is a method for determining residual gas in a cylinder of an internal combustion engine by measuring the carbon dioxide content in the exhaust gas prior art. According to the invention, the determination of the carbon dioxide content in the cylinder by accounting for the carbon dioxide content in the intake air with the carbon dioxide content of a working cycle with exposed combustion, which is preceded by a cycle with combustion. The suspension of the combustion is controllable and at any time feasible. According to the document DE19508643A1 is a method of determining the fuel injection amount upon reinsertion of a blanked cylinder in an internal combustion engine of the prior art, wherein an injection quantity superimposed on a basic injection amount for the first combustion is determined after reinstatement of the cylinder depending on the residual gas in the cylinder.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bestimmung des Anteils an Restgas im Zylinder einer Brennkraftmaschine möglichst einfach und zuverlässig zu gestalten.It is an object of the present invention to make the determination of the proportion of residual gas in the cylinder of an internal combustion engine as simple and reliable as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zunächst im Zylinder der Brennkraftmaschine Luft und Kraftstoff verbrannt werden und dann die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder abgeschaltet wird, so dass im weiteren Verlauf Restgas der vorangegangenen Verbrennung vermischt mit Luft in Kontakt mit einer Lambdasonde tritt und sich ein erstes Signal der Lambdasonde ergibt, wobei in Abhängigkeit des ersten Signals der Lambdasonde und eines zweiten Signals der Lambdasonde, das sich dadurch ergibt, dass lediglich Luft in Kontakt mit der Lambdasonde tritt, der Anteil an Restgas im Zylinder bestimmt wird.This object is achieved in that first in the cylinder of the engine air and fuel are burned and then the supply of fuel to the cylinder is turned off, so that in the course of residual gas of the previous combustion mixed with air in contact with a lambda probe occurs and a first signal of the lambda probe results, wherein depending on the first signal of the lambda probe and a second signal of the lambda probe, which results from the fact that only air enters into contact with the lambda probe, the proportion of residual gas in the cylinder is determined.
Erfindungsgemäß tritt dadurch lediglich Luft in Kontakt mit der Lambdasonde und es ergibt sich ein zweites Signal der Lambdasonde, dass die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder, nachdem sich das erste Signal der Lambdasonde ergeben hat, weiterhin abgeschaltet bleibt.According to the invention, this merely causes air to come into contact with the lambda probe and a second signal of the lambda probe results that the supply of fuel to the cylinder remains switched off after the first signal of the lambda probe has emerged.
Erfindungsgemäß wird dann, wenn die Lambdasonde eine Breitband-Lambdasonde ist, der Anteil an Restgas in dem Zylinder in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Signal bestimmt, wobei die Differenz ins Verhältnis zu dem zweiten Signal gesetzt wird.According to the invention, when the lambda probe is a broadband lambda probe, the proportion of residual gas in the cylinder is determined as a function of the difference between the second and the first signal, the difference being set in relation to the second signal.
Erfindungsgemäß wird dann, wenn die Lambdasonde eine Zweipunkt-Lambdasonde ist, der Anteil an Restgas in dem Zylinder in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal bestimmt, wobei die Differenz ins Verhältnis zu dem ersten Signal gesetzt wird.According to the invention, when the lambda probe is a two-point lambda probe, the proportion of residual gas in the cylinder is determined as a function of the difference between the first and the second signal, the difference being set in relation to the first signal.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls dadurch gelöst, dass, wenn die Brennkraftmaschine eine Ottobrennkraftmaschine mit Fremdzündung ist, zunächst im Zylinder der Brennkraftmaschine Luft und Kraftstoff verbrannt werden und dann zwar eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder erfolgt, aber die Zündung abgeschaltet wird, so dass im weiteren Verlauf Restgas der vorangegangenen Verbrennung vermischt mit Luft und nicht verbranntem Kraftstoff in Kontakt mit einer Lambdasonde tritt und sich ein erstes Signal der Lambdasonde ergibt, wobei, nachdem sich das erste Signal der Lambdasonde ergeben hat, die Zündung weiterhin abgeschaltet bleibt, aber eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder weiterhin erfolgt, so dass ein Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff in Kontakt mit der Lambdasonde tritt und sich ein zweites Signal der Lambdasonde ergibt, wobei in Abhängigkeit des ersten Signals der Lambdasonde und des zweiten Signals der Lambdasonde der Anteil an Restgas im Zylinder bestimmt wird.The object is also achieved by the fact that when the Internal combustion engine is an Otto internal combustion engine with spark ignition is first burned in the cylinder of the engine air and fuel and then although a supply of fuel to the cylinder takes place, but the ignition is turned off, so that in the course of residual gas of the previous combustion mixed with air and not burned Fuel comes into contact with a lambda probe and results in a first signal of the lambda probe, wherein after the first signal of the lambda probe has been obtained, the ignition remains switched off, but a supply of fuel continues to the cylinder, so that a mixture of Air and unburned fuel in contact with the lambda probe occurs and results in a second signal of the lambda probe, wherein the proportion of residual gas in the cylinder is determined depending on the first signal of the lambda probe and the second signal of the lambda probe.
Erfindungsgemäß wird dann, wenn die Lambdasonde eine Breitband-Lambdasonde ist, der Anteil an Restgas in dem Zylinder in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal bestimmt, wobei die Differenz ins Verhältnis zu dem ersten Signal gesetzt ist.According to the invention, when the lambda probe is a broadband lambda probe, the proportion of residual gas in the cylinder is determined as a function of the difference between the first and the second signal, the difference being set in relation to the first signal.
Erfindungsgemäß wird dann, wenn die Lambdasonde eine Zweipunkt-Lambdasonde ist, der Anteil an Restgas in dem Zylinder in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Signal gebildet, wobei die Differenz ins Verhältnis zu dem zweiten Signal gesetzt ist.According to the invention, when the lambda probe is a two-point lambda probe, the proportion of residual gas in the cylinder is formed as a function of the difference between the second and the first signal, the difference being set in relation to the second signal.
Zusammengefasst ist es erfindungsgemäß von Vorteil, dass lediglich eine ohnehin vorhandene Lambdasonde zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt wird, d. h. es ist keine Brennraumdruck- bzw. Brennraumtemperaturmessung notwendig. Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dann ausgeführt werden, wenn keine Ventilüberschneidung vorhanden ist.In summary, it is advantageous according to the invention that only one lambda probe, which is present in any case, is required for carrying out the method according to the invention, ie. H. No combustion chamber pressure or combustion chamber temperature measurement is necessary. Furthermore, the method according to the invention can also be carried out if there is no valve overlap.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind dem folgenden detaillierten Beispiel zu entnehmen. Wie in 1 gezeigt, weist eine Brennkraftmaschine 1 eine Abgasanlage/-leitung 2 auf. In der Abgasanlage 2 ist eine Lambdasonde 3 angeordnet. Die Lambdasonde 3 steht entsprechend ihrer Zweckbestimmung in Kontakt mit dem Abgas der Brennkraftmaschine 1. Natürlich können in der Abgasanlage 2 auch weitere bekannte Bauteile bzw. Kombinationen davon angeordnet sein, wie ein oder mehrere Katalysatoren und/oder Partikelfilter und/oder Abgasturbinen (jeweils nicht gezeigt). Die Lambdasonde 3 ist beispielsweise eine so genannte Breitband-Lambdasonde 3, auch bekannt als stetige oder lineare Lambdasonde 3, mit der der Anteil an Sauerstoff im Abgas bzw. das Verbrennungsluftverhältnis λ beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ermittelt wird. Wie allgemein bekannt, wird dabei ein so genannter Pumpstrom Ip zur Bestimmung des Anteils an Sauerstoff im Abgas bzw. des Verbrennungsluftverhältnisses λ bzw. der Luftzahl beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 herangezogen. D. h. es erfolgt eine Umrechnung des Pumpstroms Ip, beispielsweise in Verbindung mit einer vordefinierten Kennlinie, in einen Istwert, betreffend das Verbrennungsluftverhältnis λ bzw. Lambda. Die Lambdasonde 3 kann auch eine so genannte Spannungs-Sprung- oder Zweipunkt-Lambdasonde 3 sein. Wie allgemein bekannt, wird dabei eine zwischen zwei Elektroden, insbesondere einer inneren und einer äußeren Elektrode, ermittelte bzw. anliegende elektrische Spannung (Sonden-Spannung) zur Bestimmung des Anteils an Sauerstoff im Abgas bzw. des Verbrennungsluftverhältnisses λ bzw. der Luftzahl beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 herangezogen.Further advantageous embodiments can be found in the following detailed example. As in 1 shown has an internal combustion engine 1 an exhaust system / pipe 2 on. In the exhaust system 2 is a lambda sensor 3 arranged. The lambda probe 3 is in accordance with their purpose in contact with the exhaust gas of the internal combustion engine 1 , Of course, in the exhaust system 2 Also, other known components or combinations thereof may be arranged, such as one or more catalysts and / or particulate filters and / or exhaust gas turbines (each not shown). The lambda probe 3 is for example a so-called broadband lambda probe 3 , also known as continuous or linear lambda probe 3 , with the proportion of oxygen in the exhaust gas and the combustion air ratio λ during operation of the internal combustion engine 1 is determined. As is generally known, a so-called pumping current I p is used for determining the proportion of oxygen in the exhaust gas or the combustion air ratio λ or the air ratio during operation of the internal combustion engine 1 used. Ie. There is a conversion of the pumping current I p , for example, in conjunction with a predefined characteristic, in an actual value, concerning the combustion air ratio λ or lambda. The lambda probe 3 can also be a so-called voltage jump or two-point lambda probe 3 be. As is generally known, between two electrodes, in particular an inner and an outer electrode, determined or applied voltage (probe voltage) for determining the proportion of oxygen in the exhaust gas or the combustion air ratio λ and the air ratio in the operation of internal combustion engine 1 used.
Die Brennkraftmaschine 1 weist zumindest einen Zylinder auf. Die Brennkraftmaschine 1 ist beispielsweise eine Viertakt-Brennkraftmaschine. Gemäß der Arbeitsweise der Brennkraftmaschine 1 folgt ein Arbeitsspiel/Zyklus nach dem anderen. Dem Zylinder wird durch Öffnen eines Einlasses Frischluft zugeführt, so wie allgemein bekannt. Die Brennkraftmaschine 1 ist insbesondere eine Ottobrennkraftmaschine mit Fremdzündung. Für einen Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird dem Zylinder neben dem Anteil an Luft bzw. Frischluft ein Anteil an Kraftstoff zugeführt, wobei diese Anteile unter Abgabe von Wärme im Zylinder verbrennen bzw. reagieren. Bevorzugt wird der Kraftstoff direkt dem Zylinder zugeführt. Das Abgas der Verbrennung wird durch Öffnen eines Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Lambdasonde 3 geleitet. Ein gewisser Anteil an Verbrennungs- bzw. Abgas, also der zu bestimmende Restgasanteil, verbleibt jedoch im Zylinder und wird folglich nicht in die Abgasanlage 2 geleitet, sondern vermischt sich mit der Luft, die in einem weiteren Zyklus dem Zylinder zugeführt wird, d. h. es befindet sich nach Abschluss des Ladungswechsels, also wenn Einlass und Auslass geschlossen sind, ein Gasgemisch aus Verbrennungsgas (Abgas, Restgas) und Luft im Zylinder.The internal combustion engine 1 has at least one cylinder. The internal combustion engine 1 is for example a four-stroke internal combustion engine. According to the operation of the internal combustion engine 1 follows one work cycle / cycle after another. The cylinder is supplied by opening an inlet fresh air, as is well known. The internal combustion engine 1 is in particular a Otto internal combustion engine with spark ignition. For operation of the internal combustion engine 1 In addition to the proportion of air or fresh air, a proportion of fuel is supplied to the cylinder, whereby these components burn or react with the release of heat in the cylinder. Preferably, the fuel is supplied directly to the cylinder. The exhaust of combustion By opening an outlet from the cylinder into the exhaust system 2 and to the lambda probe 3 directed. However, a certain amount of combustion or exhaust gas, so the residual gas content to be determined, remains in the cylinder and is therefore not in the exhaust system 2 but mixes with the air which is supplied to the cylinder in a further cycle, ie it is at the completion of the gas exchange, so when inlet and outlet are closed, a gas mixture of combustion gas (exhaust gas, residual gas) and air in the cylinder.
Erste AusführungFirst execution
Erfindungsgemäß wird der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Breitband-Lambdasonde 3 folgendermaßen bestimmt. Zunächst wird die Brennkraftmaschine 1 befeuert, also derart betrieben, dass die Brennkraftmaschine 1 ein Drehmoment bereitstellt, d. h. es wird in einem ersten Zyklus dem Zylinder durch Öffnen eines Einlasses ein Anteil Frischluft zugeführt. Außerdem wird dem Zylinder ein Anteil an Kraftstoff zugeführt. Die Frischluft und der Kraftstoff werden unter Abgabe von Wärme im Zylinder verbrannt bzw. chemisch umgesetzt. Das Abgas dieser Verbrennung wird durch Öffnen eines Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Breitband-Lambdasonde 3 geleitet. Ein gewisser Anteil an Abgas, also der zu bestimmende Restgasanteil, verbleibt jedoch im Zylinder, wird also nicht in die Abgasanlage 2 geleitet. Durch den Kontakt der Breitband-Lambdasonde 3 mit dem Abgas ergibt sich ein spezifisches Signal der Breitband-Lambdasonde 3, insbesondere ein bestimmter Pumpstrom Ip(0) bzw. ein bestimmtes Verbrennungsluftverhältnis λ(0). Hierzu sei auf 2 verwiesen. Demgemäß ist der Verlauf des Signals der Breitband-Lambdasonde 3, hier des Pumpstroms Ip, über der Zeit t gezeigt. Ab dem Zeitpunkt t(0) ist die Breitband-Lambdasonde 3 in Kontakt mit dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung, welches durch Öffnen des Auslasses aus dem Zylinder in die Abgasanlage geleitet wird und je nach Strömungsgeschwindigkeit und zurückzulegendem Weg bzw. geometrischer Gestaltung der Abgasanlage 2 in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt. Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den ersten Zyklus folgenden weiteren (zweiten) Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich mit dem im Zylinder verbliebenen Verbrennungs- bzw. Restgas der vorhergehenden Verbrennung, also aus dem ersten Zyklus, vermischt. Jedoch erfolgt nun erfindungsgemäß keine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. D. h. es erfolgt eine Ausblendung des Zylinders durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. Infolgedessen findet keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder statt. Vielmehr wird die mit dem Restgas vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Breitband-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit dem Restgas vermischte Frischluft tritt ab dem Zeitpunkt t(1) mit der Breitband-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein (weiteres) spezifisches Signal der Breitband-Lambdasonde 3, insbesondere ein bestimmter Pumpstrom Ip(1) bzw. ein bestimmtes Verbrennungsluftverhältnis λ(1). D. h. es erfolgt dadurch, dass gegenüber dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung bzw. des vorangegangenen (ersten) Zyklus zum Zeitpunkt t(1), mit dem Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung vermischte Frischluft in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt, eine Veränderung bzw. Erhöhung des Pumpstroms Ip(1) bzw. des Verbrennungsluftverhältnisses λ(1). Dieses weitere spezifische Signal der Breitband-Lambdasonde 3 bzw. der erhöhte Pumpstrom Ip(1) bzw. das erhöhte Verbrennungsluftverhältnis λ(1) repräsentiert erfindungsgemäß die Summe aus Frischluft und Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) im Zylinder, d. h. das Gasgemisch aus Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) und Luft im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels.According to the invention, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a broadband lambda probe 3 determined as follows. First, the internal combustion engine 1 fired, so operated, that the internal combustion engine 1 provides a torque, ie it is supplied to the cylinder by opening an inlet, a proportion of fresh air in a first cycle. In addition, a proportion of fuel is supplied to the cylinder. The fresh air and the fuel are burned or released chemically with the release of heat in the cylinder. The exhaust of this combustion is created by opening an outlet from the cylinder into the exhaust system 2 and to the broadband lambda probe 3 directed. However, a certain proportion of exhaust gas, that is, the residual gas content to be determined, remains in the cylinder, so it is not in the exhaust system 2 directed. Through the contact of the broadband lambda probe 3 with the exhaust gas results in a specific signal of the broadband lambda probe 3 , In particular a specific pumping current I p (0) or a specific combustion air ratio λ (0). Be on this 2 directed. Accordingly, the waveform of the signal is the broadband lambda probe 3 , here the pump current I p , shown over time t. From time t (0) is the broadband lambda probe 3 in contact with the exhaust of the previous combustion, which is passed by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system and depending on the flow velocity and zurückzulegendem path or geometric design of the exhaust system 2 in contact with the broadband lambda probe 3 occurs. By opening an inlet, in a further (second) cycle following the first cycle, a portion of fresh air is again supplied to the cylinder which mixes with the combustion or residual gas of the preceding combustion, ie from the first cycle, remaining in the cylinder. However, according to the invention, no supply of fuel to the cylinder takes place. Ie. There is a blanking of the cylinder by switching off the supply of fuel to the cylinder. As a result, no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the mixed with the residual gas fresh air by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system 2 and to the broadband lambda probe 3 directed. The mixed with the residual gas fresh air occurs from the time t (1) with the broadband lambda probe 3 in contact. As a result, in turn results in a (further) specific signal of the broadband lambda probe 3 , In particular a specific pumping current I p (1) or a specific combustion air ratio λ (1). Ie. it takes place in that, compared to the exhaust gas of the preceding combustion or of the preceding (first) cycle at time t (1), fresh air mixed with the combustion gas of the preceding combustion comes into contact with the broadband lambda probe 3 occurs, a change or increase in the pumping current I p (1) and the combustion air ratio λ (1). This further specific signal of the broadband lambda probe 3 or the increased pumping current I p (1) or the increased combustion air ratio λ (1) represents according to the invention the sum of fresh air and combustion gas (in particular the previous combustion) in the cylinder, ie the gas mixture of combustion gas (in particular the previous combustion) and air in Cylinder after completion of the charge change.
Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den vorangegangenen (zweiten) Zyklus folgenden noch weiteren (z. B. dritten oder vierten oder noch weiteren) Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich jedoch nicht mehr mit einem im Zylinder verbliebenen Restgas (Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung) vermischt, da keine oder eine nur noch unbedeutende Menge an Restgas im Zylinder vorhanden ist, weil keine Verbrennung vorausgegangen ist. Wiederum erfolgt erfindungsgemäß keine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. D. h. es erfolgt eine weitere (z. B. zweite, dritte oder vierte oder noch weitere) Ausblendung des Zylinders nach dem ersten Ausblenden des Zylinders im vorangegangenen Zyklus durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. Infolgedessen erfolgt wieder keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder. Vielmehr wird die, mit der ggf. noch vorhandenen unbedeutenden Menge an Restgas vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Breitband-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit ggf. der unbedeutenden Menge an Restgas vermischte Frischluft tritt ab dem Zeitpunkt t(2) mit der Breitband-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein spezifisches Signal der Breitband-Lambdasonde 3, insbesondere ein bestimmter Pumpstrom Ip(max) bzw. ein bestimmtes Verbrennungsluftverhältnis λ(max). D. h. es erfolgt dadurch, dass praktisch nur noch Frischluft in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt, eine Erhöhung des Pumpstroms Ip(max) bzw. des Verbrennungsluftverhältnisses λ(max) bis zu einem Maximalwert. Dieses noch weitere spezifische Signal der Breitband-Lambdasonde 3 bzw. der bis zu einem Maximalwert erhöhte Pumpstrom Ip(max) bzw. das bis zu einem Maximalwert erhöhte Verbrennungsluftverhältnis λ(max) repräsentiert erfindungsgemäß die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder. Der bis zu einem Maximalwert erhöhte Pumpstrom Ip(max) bzw. das bis zu einem Maximalwert erhöhte Verbrennungsluftverhältnis λ(max) tritt, wie in 2 gezeigt, beispielsweise zum Zeitpunkt t(3) auf. Insbesondere verläuft das Signal der Breitband-Lambdasonde 3 bzw. der Pumpstrom Ip bzw. das Verbrennungsluftverhältnis λ asymptotisch bis zu einem Maximalwert zum Zeitpunkt t(3).By opening an inlet, a portion of fresh air is supplied to the cylinder again in a subsequent cycle (eg third, fourth or even further) subsequent to the preceding (second) cycle, but no longer having a remaining gas remaining in the cylinder (Combustion gas of a previous combustion) mixed, since no or a only insignificant amount of residual gas in the cylinder is present, because no combustion has preceded. Again, according to the invention, there is no supply of fuel to the cylinder. Ie. There is another (eg second, third or fourth or even further) suppression of the cylinder after the first blanking of the cylinder in the previous cycle by switching off the supply of fuel to the cylinder. As a result, again no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the, with the possibly still existing insignificant amount of residual gas mixed fresh air by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system 2 and to the broadband lambda probe 3 directed. The fresh air mixed with possibly the insignificant amount of residual gas occurs from time t (2) with the broadband lambda probe 3 in contact. As a result, in turn, results in a specific signal of the broadband lambda probe 3 , In particular a specific pumping current I p (max) or a specific combustion air ratio λ (max). Ie. It is achieved by practically only fresh air in contact with the broadband lambda probe 3 occurs, an increase of the pumping current I p (max) or the combustion air ratio λ (max) up to a maximum value. This even more specific signal of the broadband lambda probe 3 or up to a maximum value increased pumping current I p (max) or up to a maximum value increased combustion air ratio λ (max) according to the invention represents the air or the fresh air content in the cylinder. The pumping current I p (max), which is increased up to a maximum value, or the combustion air ratio λ (max), which is increased up to a maximum value, occurs, as in FIG 2 shown, for example, at time t (3). In particular, the signal of the broadband lambda probe runs 3 or the pumping current I p or the combustion air ratio λ asymptotically up to a maximum value at the time t (3).
Erfindungsgemäß wird der Anteil des Verbrennungsgases einer vorangegangenen Verbrennung an dem Gasgemisch, das sich aus dem Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung und Luft zusammensetzt, in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 (also dem Restgasanteil) mit einer Breitband-Lambdasonde 3 dadurch bestimmt, dass die Differenz zwischen dem Maximalwert des Pumpstroms Ip(max) bzw. dem Maximalwert des Verbrennungsluftverhältnisses λ(max) und dem erhöhten Pumpstrom Ip(1), welcher das Gasgemisch im Zylinder einer vorangegangenen Verbrennung repräsentiert bzw. dem erhöhten Verbrennungsluftverhältnis λ(1), welches das Gasgemisch im Zylinder einer vorangegangenen Verbrennung repräsentiert, gebildet, sowie diese Differenz ins Verhältnis zu dem Maximalwert des Pumpstroms Ip(max) bzw. dem Maximalwert des Verbrennungsluftverhältnisses λ(max) gesetzt wird.According to the invention, the proportion of the combustion gas of a previous combustion in the gas mixture, which is composed of the combustion gas of the previous combustion and air, in the cylinder of the internal combustion engine 1 (ie the residual gas content) with a broadband lambda probe 3 determined by the difference between the maximum value of the pumping current I p (max) and the maximum value of the combustion air ratio λ (max) and the increased pumping current I p (1), which the gas mixture in the cylinder of a previous combustion represents or the increased combustion air ratio λ (1), which represents the gas mixture in the cylinder of a previous combustion, formed, and this difference is set in relation to the maximum value of the pumping current I p (max) or the maximum value of the combustion air ratio λ (max) ,
Mit anderen Worten repräsentiert der, wie anhand 2 beschrieben ermittelte Maximalwert des Pumpstroms Ip(max) bzw. der Maximalwert des Verbrennungsluftverhältnisses λ(max) den Anteil an Sauerstoff in dem Zylinder, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des Sauerstoffs in dem Zylinder, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist). Ferner repräsentiert der, wie anhand 2 beschrieben ermittelte erhöhte Pumpstrom Ip(1) bzw. das erhöhte Verbrennungsluftverhältnis λ(1) den Anteil des Sauerstoffs im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und aus Luft im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des Sauerstoffs in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist). Dabei repräsentiert die Differenz zwischen dem Anteil an Sauerstoff in dem Zylinder, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist und dem Anteil des Sauerstoffs im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und aus Luft im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist, im Verhältnis zu dem Anteil an Sauerstoff in dem Zylinder, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder.In other words, it represents how, based on 2 described maximum value of the pumping current I p (max) or the maximum value of the combustion air ratio λ (max) the proportion of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled only with air (ie the molar fraction, molar fraction or mole fraction of the oxygen in the cylinder, if the cylinder is only filled with air). Furthermore, it represents how, based on 2 described increased pumping current I p (1) and the increased combustion air ratio λ (1) the proportion of oxygen in the gas mixture from combustion or residual gas of a previous combustion and from air in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture (ie the Molar fraction, molar fraction or mole fraction of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture). Here, the difference between the proportion of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled only with air and the proportion of the oxygen in the gas mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and of air in the cylinder when the cylinder filled with this gas mixture is the proportion of residual gas in the cylinder and the proportion of combustion gas in the gas mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and air in the cylinder, in relation to the proportion of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled with air ,
Mit noch anderen Worten wird der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Breitband-Lambdasonde 3 erfindungsgemäß dadurch bestimmt, dass in einem ersten Zyklus Frischluft und Kraftstoff im Zylinder verbrannt werden und in einem darauffolgenden zweiten Zyklus die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder abgeschaltet wird, so dass Restgas der vorangegangenen Verbrennung vermischt mit Luft in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches erstes Signal der Breitband-Lambdasonde 3 ergibt und in einem darauffolgenden dritten oder noch weiteren Zyklus die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder weiterhin abgeschaltet bleibt, so dass lediglich Luft in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches zweites Signal der Breitband-Lambdasonde 3 ergibt, wobei das erste Signal den Anteil des Sauerstoffs in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und aus Luft in dem Zylinder (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des Sauerstoffs in dem Gasgemisch in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist) repräsentiert und das zweite Signal den Anteil an Sauerstoff in dem Zylinder repräsentiert, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist, wobei die Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Signal, im Verhältnis zu dem zweiten Signal, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder repräsentiert.In still other words, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a broadband lambda probe 3 According to the invention, it is determined that fresh air and fuel in the cylinder are burned in a first cycle and in a subsequent second cycle, the supply of fuel to the cylinder is turned off, so that residual gas of the previous combustion mixed with air in contact with the broadband lambda probe 3 occurs and a specific first signal of the broadband lambda probe 3 and, in a subsequent third or even further cycle, the supply of fuel to the cylinder continues to be shut off, leaving only air in contact with the broadband lambda probe 3 occurs and a specific second signal of the broadband lambda probe 3 where the first signal represents the proportion of oxygen in the gas mixture of combustion gas from a previous combustion and from air in the cylinder (ie the molar fraction, molar fraction or mole fraction of the oxygen in the gas mixture in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture) and the second signal represents the proportion of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled only with air, wherein the difference between the second and the first signal, in relation to the second signal, the proportion of residual gas in the cylinder or Represents proportion of combustion gas in the mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and air in the cylinder.
Praktisch wird also erfindungsgemäß der Molanteil des Verbrennungsgases xR in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder (zumindest näherungsweise) anhand Gleichung 1 in Abhängigkeit des Molanteils des Sauerstoffs in dem Zylinder xO2L, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist und des Molanteils des Sauerstoffs in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft xO2G in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist, ermittelt: xR ≈ (xO2L – xO2G)/xO2L (1). Practically, therefore, according to the invention, the molar fraction of the combustion gas x R in the gas mixture of combustion gas from a previous combustion and air in the cylinder (at least approximately) using equation 1 as a function of the molar fraction of oxygen in the cylinder x O2L , when the cylinder is filled with air and the molar fraction of oxygen in the gas mixture of combustion gas of a previous combustion and air x O2G in the cylinder, when the cylinder is filled with this gas mixture, determined: x R ≈ (x O2L - x O2G ) / x O2L (1).
Entsprechend der bisherigen Beschreibung kann der Zusammenhang gemäß Gleichung 1 auch wie in Gleichung 2 gezeigt formuliert werden: xR ≈ (Ip(max) – Ip(1))/Ip(max) ≈ (λ(max) – λ(1))/λ(max) (2). According to the previous description, the relationship according to equation 1 can also be formulated as shown in equation 2: x R ≈ (I p (max) -I p (1)) / I p (max) ≈ (λ (max) -λ (1)) / λ (max) (2).
Erfindungsgemäß kann die weitere Ausblendung des Zylinders durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder nach dem ersten Ausblenden des Zylinders im vorangegangenen Zyklus (ebenfalls durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder) auch entfallen bzw. kann die Bestimmung des noch weiteren spezifischen Signals der Breitband-Lambdasonde 3, also insbesondere der bis zu einem Maximalwert erhöhte Pumpstrom Ip(max), welcher die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder repräsentiert bzw. das bis zu einem Maximalwert erhöhte Verbrennungsluftverhältnis λ(max), welches die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder repräsentiert, auch unabhängig von dem ersten Ausblenden des Zylinders erfolgen bzw. unabhängig von der damit verbundenen Bestimmung des weiteren spezifischen Signals der Breitband-Lambdasonde 3, also des erhöhten Pumpstroms Ip(1) bzw. des erhöhten Verbrennungsluftverhältnisses λ(1), das erfindungsgemäß die Summe aus Frischluft und Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) im Zylinder, d. h. das Gasgemisch aus Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) und Luft im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels repräsentiert. Beispielsweise kann der bis zu einem Maximalwert erhöhte Pumpstrom Ip(max), welcher die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder repräsentiert bzw. das bis zu einem Maximalwert erhöhte Verbrennungsluftverhältnis λ(max), welches die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder repräsentiert, während des Schub- oder Schleppbetriebs der Brennkraftmaschine oder bei Stillstand der Brennkraftmaschine bestimmt sowie für eine weitere Verarbeitung bereitgestellt werden.According to the invention, the further suppression of the cylinder by switching off the supply of fuel to the cylinder after the first fade out of the cylinder in the previous cycle (also by switching off the supply of fuel to the cylinder) can also be omitted or the determination of the still further specific signal of broadband lambda probe 3 , So in particular the up to a maximum value increased pumping current I p (max), which represents the air or the fresh air content in the cylinder or to to a maximum value increased combustion air ratio λ (max), which represents the air or the fresh air content in the cylinder, also occur independently of the first fade of the cylinder or regardless of the associated determination of the other specific signal of the broadband lambda probe 3 , ie, the increased pumping current I p (1) or the increased combustion air ratio λ (1), according to the invention the sum of fresh air and combustion gas (in particular the previous combustion) in the cylinder, ie the gas mixture of combustion gas (in particular the previous combustion) and air in the cylinder after completing the charge change. For example, the up to a maximum value increased pumping current I p (max), which represents the air or the fresh air content in the cylinder or increased up to a maximum combustion air ratio λ (max), which represents the air or the fresh air content in the cylinder, be determined during the thrust or towing operation of the internal combustion engine or at standstill of the internal combustion engine and provided for further processing.
Zweite AusführungSecond execution
Erfindungsgemäß wird der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Spannungs-Sprung- bzw. Zweipunkt-Lambdasonde 3 folgendermaßen bestimmt. Zunächst wird die Brennkraftmaschine 1 befeuert, also derart betrieben, dass die Brennkraftmaschine 1 ein Drehmoment bereitstellt, d. h. es wird in einem ersten Zyklus dem Zylinder durch Öffnen eines Einlasses ein Anteil Frischluft zugeführt. Außerdem wird dem Zylinder ein Anteil an Kraftstoff zugeführt. Die Frischluft und der Kraftstoff werden unter Abgabe von Wärme im Zylinder verbrannt bzw. chemisch umgesetzt. Das Abgas dieser Verbrennung wird durch Öffnen eines Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Zweipunkt-Lambdasonde 3 geleitet. Ein gewisser Anteil an Abgas, also der zu bestimmende Restgasanteil, verbleibt jedoch im Zylinder, wird also nicht in die Abgasanlage 2 geleitet. Durch den Kontakt der Zweipunkt-Lambdasonde 3 mit dem Abgas ergibt sich ein spezifisches Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3, insbesondere eine bestimmte Sonden-Spannung U(0). Hierzu sei auf 3 verwiesen. Demgemäß ist der Verlauf des Signals der Zweipunkt-Lambdasonde 3, hier der Sonden-Spannung U, über der Zeit t gezeigt. Zum bzw. ab dem Zeitpunkt t(0) ist die Zweipunkt-Lambdasonde 3 in Kontakt mit dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung, welches durch Öffnen des Auslasses aus dem Zylinder in die Abgasanlage geleitet wird und je nach Strömungsgeschwindigkeit und zurückzulegendem Weg bzw. geometrischer Gestaltung der Abgasanlage 2 in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt. Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den ersten Zyklus folgenden weiteren Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich mit dem im Zylinder verbliebenen Verbrennungs- bzw. Restgas der vorhergehenden Verbrennung vermischt. Jedoch erfolgt nun erfindungsgemäß keine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. D. h. es erfolgt eine Ausblendung des Zylinders durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. Infolgedessen findet keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder statt. Vielmehr wird die mit dem Restgas vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Zweipunkt-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit dem Restgas vermischte Frischluft tritt zum Zeitpunkt t(1) mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein spezifisches Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3, insbesondere eine bestimmte Sonden-Spannung U(1). D. h. es erfolgt dadurch, dass gegenüber dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung bzw. des vorangegangenen Zyklus zum Zeitpunkt t(1), mit dem Restgasanteil der vorangegangenen Verbrennung vermischte Frischluft in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt, eine Veränderung bzw. Verringerung der Sonden-Spannung U(1). Dieses weitere spezifische Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 bzw. die verringerte Sonden-Spannung U(1) repräsentiert erfindungsgemäß die Summe aus Frischluft und Restgas im Zylinder der vorangegangenen Verbrennung, d. h. das Gasgemisch aus Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels.According to the invention, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a voltage jump or two-point lambda probe 3 determined as follows. First, the internal combustion engine 1 fired, so operated, that the internal combustion engine 1 provides a torque, ie it is supplied to the cylinder by opening an inlet, a proportion of fresh air in a first cycle. In addition, a proportion of fuel is supplied to the cylinder. The fresh air and the fuel are burned or released chemically with the release of heat in the cylinder. The exhaust of this combustion is created by opening an outlet from the cylinder into the exhaust system 2 and to the two-point lambda probe 3 directed. However, a certain proportion of exhaust gas, that is, the residual gas content to be determined, remains in the cylinder, so it is not in the exhaust system 2 directed. Through the contact of the two-point lambda probe 3 with the exhaust gas results in a specific signal of the two-point lambda probe 3 , in particular a specific probe voltage U (0). Be on this 3 directed. Accordingly, the course of the signal of the two-point lambda probe 3 , here the probe voltage U, shown over time t. At or after the time t (0) is the two-point lambda probe 3 in contact with the exhaust of the previous combustion, which is passed by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system and depending on the flow velocity and zurückzulegendem path or geometric design of the exhaust system 2 in contact with the two-point lambda probe 3 occurs. By opening an inlet, in a further cycle following the first cycle, the cylinder is again supplied with a proportion of fresh air which mixes with the combustion or residual gas of the previous combustion remaining in the cylinder. However, according to the invention, no supply of fuel to the cylinder takes place. Ie. There is a blanking of the cylinder by switching off the supply of fuel to the cylinder. As a result, no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the mixed with the residual gas fresh air by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system 2 and to the two-point lambda probe 3 directed. The fresh air mixed with the residual gas enters at time t (1) with the two-point lambda probe 3 in contact. As a result, in turn, results in a specific signal of the two-point lambda probe 3 , in particular a specific probe voltage U (1). Ie. It takes place in that, compared to the exhaust gas of the preceding combustion or of the preceding cycle at time t (1), fresh air mixed with the residual gas portion of the preceding combustion is in contact with the two-point lambda probe 3 occurs, a change or decrease in the probe voltage U (1). This further specific signal of the two-point lambda probe 3 or the reduced probe voltage U (1) according to the invention represents the sum of fresh air and residual gas in the cylinder of the previous combustion, ie the gas mixture of combustion gas of the previous combustion and air in the cylinder after completion of the charge cycle.
Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den vorangegangenen Zyklus folgenden noch weiteren Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich jedoch nicht mehr mit einem im Zylinder verbliebenen Restgas vermischt, da keine oder eine nur noch unbedeutende Menge an Restgas im Zylinder vorhanden ist, weil keine Verbrennung vorausgegangen ist. Wiederum erfolgt erfindungsgemäß keine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. D. h. es erfolgt eine zweite Ausblendung des Zylinders nach dem ersten Ausblenden des Zylinders im vorangegangenen Zyklus durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder. Infolgedessen erfolgt wieder keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder. Vielmehr wird die, mit der ggf. noch vorhandenen unbedeutenden Menge an Restgas vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Zweipunkt-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit ggf. der unbedeutenden Menge an Restgas vermischte Frischluft tritt zum Zeitpunkt t(2) mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein spezifisches Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3, insbesondere eine bestimmte Sonden-Spannung U(min). D. h. es erfolgt dadurch, dass praktisch nur noch Frischluft in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt, eine Verminderung der Sonden-Spannung U(min) bis zu einem Minimalwert. Dieses noch weitere spezifische Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 bzw. die bis zu einem Minimalwert verminderte Sonden-Spannung U(min) repräsentiert erfindungsgemäß die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder. Die bis zu einem Minimalwert verminderte Sonden-Spannung U(min) tritt, wie in 2 gezeigt, beispielsweise zum Zeitpunkt t(3) auf. Insbesondere verläuft das Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 bzw. die Sonden-Spannung asymptotisch bis zu einem Minimalwert zum Zeitpunkt t(3).By opening an inlet, a portion of fresh air is again supplied to the cylinder in a cycle following the preceding cycle, but this no longer mixes with a residual gas remaining in the cylinder, since there is no or only insignificant amount of residual gas in the cylinder is because no combustion has preceded. Again, according to the invention, there is no supply of fuel to the cylinder. Ie. There is a second blanking of the cylinder after the first fade of the cylinder in the previous cycle by switching off the supply of fuel to the cylinder. As a result, again no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the, with the possibly still existing insignificant amount of residual gas mixed fresh air by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system 2 and to the two-point lambda probe 3 directed. The fresh air mixed with possibly the insignificant amount of residual gas occurs at time t (2) with the two-point lambda probe 3 in contact. As a result, in turn, results in a specific signal of the two-point lambda probe 3 , in particular a specific probe voltage U (min). Ie. It is characterized by the fact that practically only fresh air in contact with the two-point lambda probe 3 occurs, a decrease in the probe voltage U (min) to a minimum value. This even more specific signal of the two-point lambda probe 3 or the reduced to a minimum value probe voltage U (min) represents according to the invention the air or the fresh air content in the cylinder. The probe voltage U (min), reduced to a minimum value, occurs as in 2 shown, for example, at time t (3). In particular, the signal of the two-point lambda probe runs 3 or the probe voltage asymptotically to a minimum value at time t (3).
Erfindungsgemäß wird der Anteil des Verbrennungsgases einer vorangegangenen Verbrennung an dem Gasgemisch, das sich aus dem Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung und Luft zusammensetzt in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 (also dem Restgasanteil) mit einer Zweipunkt-Lambdasonde 3 dadurch bestimmt, dass die Differenz zwischen der verminderten Sonden-Spannung U(1), welche das Gasgemisch aus Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder einer vorangegangenen Verbrennung repräsentiert und dem Minimalwert der Sonden-Spannung U(min) gebildet, sowie diese Differenz ins Verhältnis zu der verminderten Sonden-Spannung U(1) gesetzt wird.According to the invention, the proportion of the combustion gas of a previous combustion of the gas mixture, which is composed of the combustion gas of the previous combustion and air is composed in the cylinder of the internal combustion engine 1 (ie the residual gas content) with a two-point lambda probe 3 characterized in that the difference between the decreased probe voltage U (1) representing the gas mixture of combustion gas of the preceding combustion and air in the cylinder of a previous combustion and the minimum value of the probe voltage U (min), as well as this difference in Relative to the reduced probe voltage U (1) is set.
Mit anderen Worten repräsentiert der, wie anhand 3 beschrieben ermittelte Minimalwert der Sonden-Spannung U(min) den Anteil an Sauerstoff in dem Zylinder, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des Sauerstoffs in dem Zylinder, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist) und die, wie anhand 3 beschrieben ermittelte verminderte Sonden-Spannung U(1) repräsentiert den Anteil des Sauerstoffs im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und aus Luft im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des Sauerstoffs in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist). Dabei repräsentiert die Differenz zwischen dem Anteil des Sauerstoffs im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas (einer vorangegangenen Verbrennung) und aus Luft im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist, und dem Anteil an Sauerstoff in dem Zylinder, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist, im Verhältnis zu dem Anteil des Sauerstoffs im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas (einer vorangegangenen Verbrennung) und aus Luft im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder.In other words, it represents how, based on 3 described minimum value of the probe voltage U (min) the proportion of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled only with air (ie the mole fraction, mole fraction or mole fraction of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled only with air) and the, as per 3 described reduced probe voltage U (1) represents the proportion of oxygen in the gas mixture from combustion or residual gas of a previous combustion and from air in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture (ie the mole fraction, molar fraction or mole fraction of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture). Here, the difference between the proportion of oxygen in the mixed gas of combustion gas (a previous combustion) and of air in the cylinder when the cylinder is filled with this mixed gas and the proportion of oxygen in the cylinder when the cylinder is only is filled with air, in proportion to the proportion of oxygen in the gas mixture from combustion or residual gas (a previous combustion) and from air in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture, the proportion of residual gas in the cylinder or the proportion combustion gas in the gas mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and air in the cylinder.
Mit noch anderen Worten wird der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Zweipunkt-Lambdasonde 3 erfindungsgemäß dadurch bestimmt, dass in einem ersten Zyklus Frischluft und Kraftstoff im Zylinder verbrannt werden und in einem darauffolgenden zweiten Zyklus die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder abgeschaltet wird, so dass Restgas der vorangegangenen Verbrennung vermischt mit Luft in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches erstes Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 ergibt und in einem darauffolgenden dritten oder noch weiteren Zyklus die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder weiterhin abgeschaltet bleibt, so dass lediglich Luft in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches zweites Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 ergibt, wobei das erste Signal den Anteil des Sauerstoffs in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und aus Luft in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des Sauerstoffs in dem Gasgemisch in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist) repräsentiert und das zweite Signal den Anteil an Sauerstoff in dem Zylinder repräsentiert, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal, im Verhältnis zu dem ersten Signal, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder repräsentiert. Praktisch wird also erfindungsgemäß der Molanteil des Verbrennungsgases xR in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder (zumindest näherungsweise) anhand Gleichung 1a in Abhängigkeit des Molanteils des Sauerstoffs in dem Zylinder xO2L, wenn der Zylinder nur mit Luft gefüllt ist und des Molanteils des Sauerstoffs in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft xO2G in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist, ermittelt: xR ≈ (xO2G – xO2L)/xO2G (1a). In still other words, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a two-point lambda probe 3 According to the invention, it is determined that fresh air and fuel in the cylinder are burned in a first cycle and in a subsequent second cycle the supply of fuel to the cylinder is switched off, so that residual gas of the previous combustion mixed with air in contact with the two-point lambda probe 3 occurs and a specific first signal of the two-point lambda probe 3 and, in a subsequent third or even further cycle, the supply of fuel to the cylinder continues to be shut off, leaving only air in contact with the two-point lambda probe 3 occurs and a specific second signal of the two-point lambda probe 3 where the first signal represents the proportion of oxygen in the gas mixture of combustion gas from a previous combustion and from air in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture (ie the molar fraction, molar fraction or mole fraction of the oxygen in the gas mixture in the cylinder, when the cylinder is filled with this gas mixture) and the second signal represents the proportion of oxygen in the cylinder when the cylinder is filled only with air, wherein the difference between the first and the second signal, in relation to the first signal, represents the proportion of residual gas in the cylinder or the proportion of combustion gas in the mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and air in the cylinder. Practically, therefore, according to the invention, the molar fraction of the combustion gas x R in the gas mixture of combustion gas of a previous combustion and air in the cylinder (at least approximately) using equation 1a as a function of the molar fraction of oxygen in the cylinder x O2L , when the cylinder is filled with air and the molar fraction of oxygen in the gas mixture of combustion gas of a previous combustion and air x O2G in the cylinder, when the cylinder is filled with this gas mixture, determined: x R ≈ (x O2G - x O2L ) / x O2G (1a).
Entsprechend der bisherigen Beschreibung kann der Zusammenhang gemäß Gleichung 1a auch wie in Gleichung 2a gezeigt formuliert werden: xR ≈ (U(1) – U(min))/U(1) (2a). According to the previous description, the relationship according to equation 1a can also be formulated as shown in equation 2a: x R ≈ (U (1) - U (min)) / U (1) (2a).
Erfindungsgemäß kann die weitere Ausblendung des Zylinders durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder nach dem ersten Ausblenden des Zylinders im vorangegangenen Zyklus (ebenfalls durch Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder) auch entfallen bzw. kann die Bestimmung des noch weiteren spezifischen Signals der Zweipunkt-Lambdasonde 3, also insbesondere die bis zu einem Minimalwert verringerte Sonden-Spannung U(min), welche die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder repräsentiert, auch unabhängig von dem ersten Ausblenden des Zylinders erfolgen bzw. unabhängig von der damit verbundenen Bestimmung des weiteren spezifischen Signals der Zweipunkt-Lambdasonde 3 (also der verringerten Sonden-Spannung U(1), die erfindungsgemäß die Summe aus Frischluft und Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) im Zylinder, d. h. das Gasgemisch aus Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) und Luft im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels repräsentiert). Beispielsweise kann die bis zu einem Minimalwert verringerte Sonden-Spannung U(min), welche die Luft bzw. den Frischluftanteil im Zylinder repräsentiert, während des Schub- oder Schleppbetriebs der Brennkraftmaschine oder bei Stillstand der Brennkraftmaschine bestimmt sowie für eine weitere Verarbeitung bereitgestellt werden.According to the invention, the further suppression of the cylinder by switching off the supply of fuel to the cylinder after the first fade out of the cylinder in the previous cycle (also by switching off the supply of fuel to the cylinder) can also be omitted or the determination of the still further specific signal of two-point lambda probe 3 , So in particular the up to a minimum value reduced probe voltage U (min), which represents the air or the fresh air content in the cylinder, also independent of the first fade out of the cylinder or regardless of the associated determination of the further specific signal of the two-point lambda probe 3 (ie the reduced probe voltage U (1), which according to the invention represents the sum of fresh air and combustion gas (in particular the previous combustion) in the cylinder, ie the gas mixture of combustion gas (in particular the previous combustion) and air in the cylinder after completion of the charge change) , For example, the reduced to a minimum value probe voltage U (min), which represents the air or the fresh air content in the cylinder, during the thrust or towing operation of the internal combustion engine or at Standstill of the internal combustion engine determined and provided for further processing.
Dritte AusführungThird execution
Erfindungsgemäß kann der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Breitband-Lambdasonde 3 alternativ, und zwar dann, wenn die Brennkraftmaschine 1 eine Ottobrennkraftmaschine mit Fremdzündung ist, auch folgendermaßen bestimmt werden. Zunächst wird die Brennkraftmaschine 1 befeuert, also derart betrieben, dass die Brennkraftmaschine 1 ein Drehmoment bereitstellt, d. h. es wird in einem ersten Zyklus dem Zylinder durch Öffnen eines Einlasses ein Anteil Frischluft zugeführt. Außerdem wird dem Zylinder ein Anteil an Kraftstoff zugeführt. Die Frischluft und der Kraftstoff werden unter Abgabe von Wärme im Zylinder verbrannt bzw. chemisch umgesetzt. Das Abgas dieser Verbrennung wird durch Öffnen eines Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Breitband-Lambdasonde 3 geleitet. Ein gewisser Anteil an Abgas, also der zu bestimmende Restgasanteil, verbleibt jedoch im Zylinder, wird also nicht in die Abgasanlage 2 geleitet. Durch den Kontakt der Breitband-Lambdasonde 3 mit dem Abgas ergibt sich ein spezifisches Signal der Breitband-Lambdasonde 3, insbesondere ein bestimmter Pumpstrom Ip(0) bzw. ein bestimmtes Verbrennungsluftverhältnis λ(0). Hierzu sei auf 4 verwiesen. Demgemäß ist der Verlauf des Signals der Breitband-Lambdasonde 3, hier des Pumpstroms Ip, über der Zeit t gezeigt. Ab dem Zeitpunkt t(0) ist die Breitband-Lambdasonde 3 in Kontakt mit dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung, welches durch Öffnen des Auslasses aus dem Zylinder in die Abgasanlage geleitet wird und je nach Strömungsgeschwindigkeit und zurückzulegendem Weg bzw. geometrischer Gestaltung der Abgasanlage 2 in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt. Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den ersten Zyklus folgenden weiteren (zweiten) Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich mit dem im Zylinder verbliebenen Verbrennungs- bzw. Restgas der vorhergehenden Verbrennung vermischt. Jedoch erfolgt nun erfindungsgemäß zwar eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder, aber keine Fremdzündung. D. h. es erfolgt eine Ausblendung des Zylinders durch Abschalten der Zündung des Zylinders, also die Zündkerze setzt keinen Zündfunken ab. Infolgedessen findet keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder statt. Vielmehr wird die mit dem Restgas und dem nicht verbrannten Kraftstoff vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Breitband-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit dem Restgas und dem nicht verbrannten Kraftstoff vermischte Frischluft tritt zum Zeitpunkt t(1) mit der Breitband-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein (weiteres) spezifisches Signal der Breitband-Lambdasonde 3, insbesondere ein bestimmter Pumpstrom Ip(I) bzw. ein bestimmtes Verbrennungsluftverhältnis λ(1). D. h. es erfolgt dadurch, dass gegenüber dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung bzw. des vorangegangenen Zyklus zum Zeitpunkt t(1), ein Gemisch aus Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung, nicht verbranntem Kraftstoff und Frischluft in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt, eine Veränderung bzw. Verminderung des Pumpstroms Ip(I) bzw. des Verbrennungsluftverhältnisses λ(1).According to the invention, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a broadband lambda probe 3 alternatively, and that is when the internal combustion engine 1 a spark ignition internal combustion engine is also determined as follows. First, the internal combustion engine 1 fired, so operated, that the internal combustion engine 1 provides a torque, ie it is supplied to the cylinder by opening an inlet, a proportion of fresh air in a first cycle. In addition, a proportion of fuel is supplied to the cylinder. The fresh air and the fuel are burned or released chemically with the release of heat in the cylinder. The exhaust of this combustion is created by opening an outlet from the cylinder into the exhaust system 2 and to the broadband lambda probe 3 directed. However, a certain proportion of exhaust gas, that is, the residual gas content to be determined, remains in the cylinder, so it is not in the exhaust system 2 directed. Through the contact of the broadband lambda probe 3 with the exhaust gas results in a specific signal of the broadband lambda probe 3 , In particular a specific pumping current I p (0) or a specific combustion air ratio λ (0). Be on this 4 directed. Accordingly, the waveform of the signal is the broadband lambda probe 3 , here the pump current I p , shown over time t. From time t (0) is the broadband lambda probe 3 in contact with the exhaust of the previous combustion, which is passed by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system and depending on the flow velocity and zurückzulegendem path or geometric design of the exhaust system 2 in contact with the broadband lambda probe 3 occurs. By opening an inlet, in a further (second) cycle following the first cycle, the cylinder is again supplied with a proportion of fresh air which mixes with the combustion or residual gas of the previous combustion remaining in the cylinder. However, according to the invention, although a supply of fuel to the cylinder takes place, but no spark ignition. Ie. There is a blanking of the cylinder by switching off the ignition of the cylinder, so the spark plug does not spark off. As a result, no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the mixed with the residual gas and the unburned fuel fresh air by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system 2 and to the broadband lambda probe 3 directed. The fresh air mixed with the residual gas and the unburned fuel enters the broadband lambda probe at time t (1) 3 in contact. As a result, in turn results in a (further) specific signal of the broadband lambda probe 3 , In particular a specific pumping current I p (I) or a specific combustion air ratio λ (1). Ie. It is characterized in that compared to the exhaust gas of the preceding combustion or the previous cycle at time t (1), a mixture of combustion gas of the previous combustion, unburned fuel and fresh air in contact with the broadband lambda probe 3 occurs, a change or reduction of the pumping current I p (I) and the combustion air ratio λ (1).
Dieses weitere spezifische Signal der Breitband-Lambdasonde 3 bzw. der verringerte Pumpstrom Ip(I) bzw. das verringerte Verbrennungsluftverhältnis λ(1) repräsentiert erfindungsgemäß die Summe aus Frischluft, nicht verbranntem Kraftstoff und Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) im Zylinder, d. h. das Gasgemisch aus Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung), nicht verbranntem (aber verdampftem) Kraftstoff und Luft im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels.This further specific signal of the broadband lambda probe 3 or the reduced pumping current I p (I) or the reduced combustion air ratio λ (1) represents according to the invention the sum of fresh air, unburned fuel and combustion gas (in particular the previous combustion) in the cylinder, ie the gas mixture of combustion gas (in particular the previous combustion ), unburned (but vaporized) fuel and air in the cylinder after completion of the charge cycle.
Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den vorangegangenen (zweiten) Zyklus folgenden noch weiteren (z. B. dritten oder vierten oder noch weiteren) Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich jedoch nicht mehr mit einem im Zylinder verbliebenen Restgas (Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung) vermischt, da keine oder eine nur noch unbedeutende Menge an Restgas im Zylinder vorhanden ist, weil keine Verbrennung vorausgegangen ist. Wiederum erfolgt erfindungsgemäß eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder, jedoch keine Zündung. D. h. es erfolgt eine weitere (z. B. zweite, dritte oder vierte oder noch weitere) Ausblendung des Zylinders nach dem ersten Ausblenden des Zylinders im vorangegangenen Zyklus durch Abschalten der Zündung in dem Zylinder. Infolgedessen erfolgt wieder keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder. Vielmehr wird die, mit der ggf. noch vorhandenen unbedeutenden Menge an Restgas und nicht verbranntem Kraftstoff vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Breitband-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit ggf. der unbedeutenden Menge an Restgas und nicht verbranntem Kraftstoff vermischte Frischluft tritt zum Zeitpunkt t(2) mit der Breitband-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein spezifisches Signal der Breitband-Lambdasonde 3, insbesondere ein bestimmter Pumpstrom Ip(min) bzw. ein bestimmtes Verbrennungsluftverhältnis λ(min). D. h. es erfolgt dadurch, dass praktisch nur noch Frischluft und nicht verbrannter Kraftstoff in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt, eine Verringerung des Pumpstroms Ip(min) bzw. des Verbrennungsluftverhältnisses λ(min) bis zu einem Minimalwert. Dieses noch weitere spezifische Signal der Breitband-Lambdasonde 3 bzw. der bis zu einem Minimalwert verringerte Pumpstrom Ip(min) bzw. das bis zu einem Minimalwert verringerte Verbrennungsluftverhältnis λ(min) repräsentiert erfindungsgemäß das Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff bzw. den Frischluftanteil plus den Kraftstoffanteil im Zylinder. Der bis zu einem Minimalwert verringerte Pumpstrom Ip(min) bzw. das bis zu einem Minimalwert verringerte Verbrennungsluftverhältnis λ(min) tritt, wie in 4 gezeigt, beispielsweise zum Zeitpunkt t(3) auf. Insbesondere verläuft das Signal der Breitband-Lambdasonde 3 bzw. der Pumpstrom Ip bzw. das Verbrennungsluftverhältnis λ asymptotisch bis zu einem Minimalwert zum Zeitpunkt t(3).By opening an inlet, a portion of fresh air is supplied to the cylinder again in a subsequent cycle (eg third, fourth or even further) subsequent to the preceding (second) cycle, but no longer having a remaining gas remaining in the cylinder (Combustion gas of a previous combustion) mixed, since no or a only insignificant amount of residual gas in the cylinder is present, because no combustion has preceded. Again, according to the invention, a supply of fuel to the cylinder, but no ignition. Ie. There is a further (eg second, third or fourth or even further) suppression of the cylinder after the first fade out of the cylinder in the previous cycle by switching off the ignition in the cylinder. As a result, again no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the, with the possibly still existing insignificant amount of residual gas and unburned fuel mixed fresh air by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system 2 and to the broadband lambda probe 3 directed. The fresh air mixed with possibly the insignificant amount of residual gas and not combusted fuel enters at time t (2) with the broadband lambda probe 3 in contact. As a result, in turn, results in a specific signal of the broadband lambda probe 3 , In particular, a specific pumping current I p (min) or a specific combustion air ratio λ (min). Ie. it is done by having virtually only fresh air and unburned fuel in contact with the broadband lambda probe 3 occurs, a reduction of the pumping current I p (min) and the combustion air ratio λ (min) to a minimum value. This even more specific signal of the broadband lambda probe 3 or up to a minimum value Reduced pumping current I p (min) or reduced to a minimum value combustion air ratio λ (min) represents according to the invention, the mixture of air and unburned fuel or the fresh air content plus the fuel content in the cylinder. The pumping current I p (min) reduced to a minimum value or the combustion air ratio λ (min) reduced to a minimum value occurs, as in FIG 4 shown, for example, at time t (3). In particular, the signal of the broadband lambda probe runs 3 or the pumping current I p or the combustion air ratio λ asymptotically up to a minimum value at the time t (3).
Erfindungsgemäß wird der Anteil des Verbrennungsgases einer vorangegangenen Verbrennung an dem Gasgemisch, das sich aus dem Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff zusammensetzt, in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 (also dem Restgasanteil) mit einer Breitband-Lambdasonde 3 dadurch bestimmt, dass die Differenz zwischen dem verringerten Pumpstrom Ip(1), welcher das Gasgemisch aus Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder einer vorangegangenen Verbrennung repräsentiert bzw. dem verringerten Verbrennungsluftverhältnis λ(1), welches dieses Gasgemisch im Zylinder repräsentiert, und dem Minimalwert des Pumpstroms Ip(min) bzw. dem Minimalwert des Verbrennungsluftverhältnisses λ(min) gebildet, sowie diese Differenz ins Verhältnis zu dem verringerten Pumpstrom Ip(1), welcher das Gasgemisch aus Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder einer vorangegangenen Verbrennung repräsentiert bzw. dem verringerten Verbrennungsluftverhältnis λ(1), welches dieses Gasgemisch im Zylinder repräsentiert, gesetzt wird.According to the invention, the proportion of the combustion gas of a previous combustion in the gas mixture, which is composed of the combustion gas of the previous combustion, air and unburned fuel, in the cylinder of the internal combustion engine 1 (ie the residual gas content) with a broadband lambda probe 3 characterized in that the difference between the reduced pumping current I p (1) representing the gas mixture of combustion gas of the previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder of a previous combustion and the reduced combustion air ratio λ (1), which this gas mixture in Cylinder represents, and the minimum value of the pumping current I p (min) and the minimum value of the combustion air ratio λ (min) formed, and this difference in relation to the reduced pumping current I p (1), which the gas mixture of combustion gas of the previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder of a previous combustion and the reduced combustion air ratio λ (1), which represents this gas mixture in the cylinder is set.
Mit anderen Worten repräsentiert der, wie anhand 4 beschrieben ermittelte Minimalwert des Pumpstroms Ip(min) bzw. der Minimalwert des Verbrennungsluftverhältnisses λ(min), den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff, wenn der Zylinder nur mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des nicht verbrannten Kraftstoffs bzw. nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen/HC in diesem Gemisch, wenn der Zylinder mit diesem Gemisch gefüllt ist) und der verringerte Pumpstrom Ip(I) bzw. das verringerte Verbrennungsluftverhältnis λ(1) repräsentiert den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des nicht verbrannten Kraftstoffs bzw. nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen/HC in diesem Gemisch, wenn der Zylinder mit diesem Gemisch gefüllt ist). Dabei repräsentiert die Differenz zwischen dem Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist und dem Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff, wenn der Zylinder nur mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist, im Verhältnis zu dem Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder.In other words, it represents how, based on 4 described minimum value of the pumping current I p (min) or the minimum value of the combustion air ratio λ (min), the proportion of unburned fuel in the mixture of air and unburned fuel when the cylinder is filled only with this (gas) mixture (ie the molar fraction, molar fraction or mole fraction of the unburned fuel or unburned hydrocarbons / HC in this mixture when the cylinder is filled with this mixture) and the reduced pumping current I p (I) or the reduced combustion air ratio λ (1) represents the proportion of unburned fuel in the gas mixture of combustion or residual gas of a previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder when the cylinder is filled with this (gas) mixture (ie the mole fraction, molar fraction or mole fraction of the unburned Fuel or unburned hydrocarbons / HC in this mixture when the cylinder filled with this mixture). In this case, the difference between the proportion of unburned fuel in the gas mixture of combustion or residual gas of a previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder when the cylinder is filled with this (gas) mixture and the proportion of unburned fuel in the mixture of air and unburned fuel, when the cylinder is filled only with this (gas) mixture, in proportion to the proportion of unburned fuel in the gas mixture from combustion gas of previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder, when the cylinder is filled with this (gas) mixture, the proportion of residual gas in the cylinder and the proportion of combustion gas in the mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and air in the cylinder.
Mit noch anderen Worten wird der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Breitband-Lambdasonde 3 und mit einer Fremdzündung erfindungsgemäß dadurch bestimmt, dass in einem ersten Zyklus Frischluft und Kraftstoff im Zylinder verbrannt werden und in einem darauffolgenden zweiten Zyklus zwar eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder, aber keine Fremdzündung erfolgt (also die Zündung abgeschaltet wird, so dass die Zündkerze keinen Zündfunken absetzt), so dass Restgas der vorangegangenen Verbrennung vermischt mit Luft und nicht verbranntem Kraftstoff in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches erstes Signal der Breitband-Lambdasonde 3 ergibt und in einem darauffolgenden dritten oder noch weiteren Zyklus die Zündung weiterhin abgeschaltet bleibt, aber dem Zylinder Kraftstoff zugeführt wird, so dass ein Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff in Kontakt mit der Breitband-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches zweites Signal der Breitband-Lambdasonde 3 ergibt, wobei das erste Signal den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist, repräsentiert und das zweite Signal den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff, wenn der Zylinder nur mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist, repräsentiert, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal, im Verhältnis zu dem ersten Signal, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder repräsentiert.In still other words, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a broadband lambda probe 3 and with a spark ignition according to the invention determined by the fact that in a first cycle fresh air and fuel are burned in the cylinder and in a subsequent second cycle, although a supply of fuel to the cylinder, but no spark ignition (ie, the ignition is turned off, so that the spark plug does not spark), so that residual gas from the previous combustion mixed with air and unburned fuel in contact with the broadband lambda probe 3 occurs and a specific first signal of the broadband lambda probe 3 and, in a subsequent third or further cycle, the ignition remains switched off, but fuel is supplied to the cylinder, so that a mixture of air and unburned fuel in contact with the broadband lambda probe 3 occurs and a specific second signal of the broadband lambda probe 3 , wherein the first signal represents the proportion of unburned fuel in the gas mixture of combustion gas of previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder when the cylinder is filled with this (gas) mixture, and the second signal represents the proportion of unburned fuel in the mixture of air and unburned fuel when the cylinder is filled only with this (gas) mixture, the difference between the first and the second signal, relative to the first signal, represents the proportion of residual gas in the cylinder or the proportion of combustion gas in the mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and air in the cylinder.
Praktisch wird also erfindungsgemäß der Molanteil des Verbrennungsgases xR in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder (zumindest näherungsweise) anhand Gleichung 1b in Abhängigkeit des Molanteils von nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gasgemisch aus nicht verbranntem Kraftstoff, Luft und Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung xHCG in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist und des Molanteils von nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gasgemisch aus nicht verbranntem Kraftstoff und Luft in dem Zylinder xHCL in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist, ermittelt: xR ≈ (xHCG – xHCL)/xHCG (1b). In practice, therefore, according to the invention, the molar fraction of the combustion gas x R in the Gas mixture of combustion gas of a previous combustion and air in the cylinder (at least approximately) from equation 1b depending on the molar fraction of unburned fuel in the gas mixture of unburned fuel, air and combustion or residual gas of a previous combustion x HCG in the cylinder the cylinder is filled with this gas mixture and the molar fraction of unburned fuel in the gas mixture of unburned fuel and air in the cylinder x HCL in the cylinder, when the cylinder is filled with this gas mixture, determined: x R ≈ (x HCG -x HCL ) / x HCG (1b).
Entsprechend der bisherigen Beschreibung kann der Zusammenhang gemäß Gleichung 1b auch wie in Gleichung 2b gezeigt formuliert werden: xR ≈ (Ip(1) – Ip(min))/Ip(1) ≈ (λ(1) – λ(min))/λ(1) (2b). According to the previous description, the relationship according to equation 1b can also be formulated as shown in equation 2b: x R ≈ (I p (1) -I p (min)) / I p (1) ≈ (λ (1) -λ (min)) / λ (1) (2b).
Vierte AusführungFourth version
Erfindungsgemäß kann der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Zweipunkt-Lambdasonde 3 alternativ, und zwar dann, wenn die Brennkraftmaschine 1 eine Ottobrennkraftmaschine mit Fremdzündung ist, auch folgendermaßen bestimmt werden. Zunächst wird die Brennkraftmaschine 1 befeuert, also derart betrieben, dass die Brennkraftmaschine 1 ein Drehmoment bereitstellt, d. h. es wird in einem ersten Zyklus dem Zylinder durch Öffnen eines Einlasses ein Anteil Frischluft zugeführt. Außerdem wird dem Zylinder ein Anteil an Kraftstoff zugeführt. Die Frischluft und der Kraftstoff werden unter Abgabe von Wärme im Zylinder verbrannt bzw. chemisch umgesetzt. Das Abgas dieser Verbrennung wird durch Öffnen eines Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Zweipunkt-Lambdasonde 3 geleitet. Ein gewisser Anteil an Abgas, also der zu bestimmende Restgasanteil, verbleibt jedoch im Zylinder, wird also nicht in die Abgasanlage 2 geleitet. Durch den Kontakt der Zweipunkt-Lambdasonde 3 mit dem Abgas ergibt sich ein spezifisches Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3, insbesondere eine bestimmte Sonden-Spannung U(0). Hierzu sei auf 5 verwiesen. Demgemäß ist der Verlauf des Signals der Zweipunkt-Lambdasonde 3, hier der Sonden-Spannung U, über der Zeit t gezeigt. Ab dem Zeitpunkt t(0) ist die Zweipunkt-Lambdasonde 3 in Kontakt mit dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung, welches durch Öffnen des Auslasses aus dem Zylinder in die Abgasanlage geleitet wird und je nach Strömungsgeschwindigkeit und zurückzulegendem Weg bzw. geometrischer Gestaltung der Abgasanlage 2 in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt. Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den ersten Zyklus folgenden weiteren (zweiten) Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich mit dem im Zylinder verbliebenen Verbrennungs- bzw. Restgas der vorhergehenden Verbrennung vermischt. Jedoch erfolgt nun erfindungsgemäß zwar eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder, aber keine Fremdzündung. D. h. es erfolgt eine Ausblendung des Zylinders durch Abschalten der Zündung des Zylinders, also die Zündkerze setzt keinen Zündfunken ab. Infolgedessen findet keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder statt. Vielmehr wird die mit dem Restgas und dem nicht verbrannten Kraftstoff vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Zweipunkt-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit dem Restgas und dem nicht verbrannten Kraftstoff vermischte Frischluft tritt zum Zeitpunkt t(1) mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein (weiteres) spezifisches Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3, insbesondere eine bestimmte Sonden-Spannung U(1). D. h. es erfolgt dadurch, dass gegenüber dem Abgas der vorangegangenen Verbrennung bzw. des vorangegangenen Zyklus zum Zeitpunkt t(1) ein Gemisch aus Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung, nicht verbranntem Kraftstoff und Frischluft in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt, eine Veränderung bzw. Erhöhung der Sonden-Spannung U(1).According to the invention, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a two-point lambda probe 3 alternatively, and that is when the internal combustion engine 1 a spark ignition internal combustion engine is also determined as follows. First, the internal combustion engine 1 fired, so operated, that the internal combustion engine 1 provides a torque, ie it is supplied to the cylinder by opening an inlet, a proportion of fresh air in a first cycle. In addition, a proportion of fuel is supplied to the cylinder. The fresh air and the fuel are burned or released chemically with the release of heat in the cylinder. The exhaust of this combustion is created by opening an outlet from the cylinder into the exhaust system 2 and to the two-point lambda probe 3 directed. However, a certain proportion of exhaust gas, that is, the residual gas content to be determined, remains in the cylinder, so it is not in the exhaust system 2 directed. Through the contact of the two-point lambda probe 3 with the exhaust gas results in a specific signal of the two-point lambda probe 3 , in particular a specific probe voltage U (0). Be on this 5 directed. Accordingly, the course of the signal of the two-point lambda probe 3 , here the probe voltage U, shown over time t. From time t (0) is the two-point lambda probe 3 in contact with the exhaust of the previous combustion, which is passed by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system and depending on the flow velocity and zurückzulegendem path or geometric design of the exhaust system 2 in contact with the two-point lambda probe 3 occurs. By opening an inlet, in a further (second) cycle following the first cycle, the cylinder is again supplied with a proportion of fresh air which mixes with the combustion or residual gas of the previous combustion remaining in the cylinder. However, according to the invention, although a supply of fuel to the cylinder takes place, but no spark ignition. Ie. There is a blanking of the cylinder by switching off the ignition of the cylinder, so the spark plug does not spark off. As a result, no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the mixed with the residual gas and the unburned fuel fresh air by opening the outlet of the cylinder in the exhaust system 2 and to the two-point lambda probe 3 directed. The fresh air mixed with the residual gas and the unburned fuel enters at the time t (1) with the two-point lambda probe 3 in contact. As a result, in turn results in a (further) specific signal of the two-point lambda probe 3 , in particular a specific probe voltage U (1). Ie. It is characterized in that compared to the exhaust gas of the previous combustion or the previous cycle at time t (1), a mixture of combustion gas of the previous combustion, unburned fuel and fresh air in contact with the two-point lambda probe 3 occurs, a change or increase in the probe voltage U (1).
Dieses weitere spezifische Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 bzw. die erhöhte Sonden-Spannung U(1) repräsentiert erfindungsgemäß die Summe aus Frischluft, nicht verbranntem Kraftstoff und Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung) im Zylinder, d. h. das Gasgemisch aus Verbrennungsgas (insbesondere der vorangegangenen Verbrennung), nicht verbranntem (aber verdampften) Kraftstoff und Luft im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels.This further specific signal of the two-point lambda probe 3 or the increased probe voltage U (1) according to the invention represents the sum of fresh air, unburned fuel and combustion gas (in particular the previous combustion) in the cylinder, ie the gas mixture of combustion gas (in particular the previous combustion), not burned (but vaporized) Fuel and air in the cylinder after completion of the charge change.
Durch Öffnen eines Einlasses wird nun in einem auf den vorangegangenen (zweiten) Zyklus folgenden noch weiteren (z. B. dritten oder vierten oder noch weiteren) Zyklus dem Zylinder erneut ein Anteil Frischluft zugeführt, der sich jedoch nicht mehr mit einem im Zylinder verbliebenen Restgas (Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung) vermischt, da keine oder eine nur noch unbedeutende Menge an Restgas im Zylinder vorhanden ist, weil keine Verbrennung vorausgegangen ist. Wiederum erfolgt erfindungsgemäß eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder, jedoch keine Zündung. D. h. es erfolgt eine weitere (z. B. zweite, dritte oder vierte oder noch weitere) Ausblendung des Zylinders nach dem ersten Ausblenden des Zylinders im vorangegangenen Zyklus durch Abschalten der Zündung in dem Zylinder. Infolgedessen erfolgt wieder keine Verbrennung bzw. kein Energieumsatz im Zylinder. Vielmehr wird die, mit der ggf. noch vorhandenen unbedeutenden Menge an Restgas und nicht verbranntem Kraftstoff vermischte Frischluft durch Öffnen des Auslasses von dem Zylinder in die Abgasanlage 2 und zu der Zweipunkt-Lambdasonde 3 geleitet. Die mit ggf. der unbedeutenden Menge an Restgas und nicht verbranntem Kraftstoff vermischte Frischluft tritt zum Zeitpunkt t(2) mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 in Kontakt. Infolgedessen ergibt sich wiederum ein spezifisches Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3, insbesondere eine bestimmte Sonden-Spannung U(max). D. h. es erfolgt dadurch, dass praktisch nur noch Frischluft und nicht verbrannter Kraftstoff in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt, eine Erhöhung der Sonden-Spannung U(max) bis zu einem Maximalwert. Dieses noch weitere spezifische Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 bzw. die bis zu einem Maximalwert erhöhte Sonden-Spannung U(max) repräsentiert erfindungsgemäß das Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff bzw. den Frischluftanteil plus den Kraftstoffanteil im Zylinder. Die bis zu einem Maximalwert erhöhte Sonden-Spannung U(max) tritt, wie in 5 gezeigt, beispielsweise zum Zeitpunkt t(3) auf. Insbesondere verläuft das Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 bzw. die Sonden-Spannung U asymptotisch bis zu einem Minimalwert zum Zeitpunkt t(3).By opening an inlet, a portion of fresh air is supplied to the cylinder again in a subsequent cycle (eg third, fourth or even further) subsequent to the preceding (second) cycle, but no longer having a remaining gas remaining in the cylinder (Combustion gas of a previous combustion) mixed, since no or a only insignificant amount of residual gas in the cylinder is present, because no combustion has preceded. Again, according to the invention, a supply of fuel to the cylinder, but no ignition. Ie. There is a further (eg second, third or fourth or even further) suppression of the cylinder after the first fade out of the cylinder in the previous cycle by switching off the ignition in the cylinder. As a result, again no combustion or no energy conversion takes place in the cylinder. Rather, the, with the possibly still existing insignificant amount of residual gas and not Burnt fuel mixed fresh air by opening the outlet from the cylinder into the exhaust system 2 and to the two-point lambda probe 3 directed. The fresh air mixed with possibly the insignificant amount of residual gas and not combusted fuel enters at time t (2) with the two-point lambda probe 3 in contact. As a result, in turn, results in a specific signal of the two-point lambda probe 3 , in particular a specific probe voltage U (max). Ie. It is characterized by the fact that practically only fresh air and unburned fuel in contact with the two-point lambda probe 3 occurs, an increase in the probe voltage U (max) up to a maximum value. This even more specific signal of the two-point lambda probe 3 or the probe voltage U (max), which is increased up to a maximum value, represents according to the invention the mixture of air and unburnt fuel or the fresh air portion plus the fuel portion in the cylinder. The up to a maximum value increased probe voltage U (max) occurs, as in 5 shown, for example, at time t (3). In particular, the signal of the two-point lambda probe runs 3 or the probe voltage U asymptotically up to a minimum value at time t (3).
Erfindungsgemäß wird der Anteil des Verbrennungsgases einer vorangegangenen Verbrennung an dem Gasgemisch, das sich aus dem Verbrennungsgas der vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff zusammensetzt in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 (also der Restgasanteil) mit einer Zweipunkt-Lambdasonde 3 dadurch bestimmt, dass die Differenz zwischen dem Maximalwert der Sonden-Spannung U(max) und der erhöhten Sonden-Spannung U(1) gebildet und diese Differenz ins Verhältnis zu dem Maximalwert der Sonden-Spannung U(max) gesetzt wird.According to the invention, the proportion of the combustion gas of a previous combustion in the gas mixture, which is composed of the combustion gas of the previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder of the internal combustion engine 1 (ie the residual gas content) with a two-point lambda probe 3 determined by the difference between the maximum value of the probe voltage U (max) and the increased probe voltage U (1) is formed and this difference is set in relation to the maximum value of the probe voltage U (max).
Mit anderen Worten repräsentiert der, wie anhand 5 beschrieben, ermittelte Maximalwert der Sonden-Spannung U(max) den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff, wenn der Zylinder nur mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des nicht verbrannten Kraftstoffs bzw. nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen/HC in diesem Gemisch, wenn der Zylinder mit diesem Gemisch gefüllt ist) und die erhöhte Sonden-Spannung U(1) repräsentiert den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist (also den Stoffmengenanteil, Molanteil oder Molenbruch des nicht verbrannten Kraftstoffs bzw. nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen/HC in diesem Gemisch, wenn der Zylinder mit diesem Gemisch gefüllt ist), wobei die Differenz zwischen dem Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff, wenn der Zylinder nur mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist und dem Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist, im Verhältnis zu dem Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff, wenn der Zylinder mit diesem Gemisch gefüllt ist, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder repräsentiert.In other words, it represents how, based on 5 described maximum value of the probe voltage U (max) the proportion of unburned fuel in the mixture of air and unburned fuel when the cylinder is filled only with this (gas) mixture (ie the molar fraction, molar fraction or mole fraction of unburned fuel (s) in this mixture when the cylinder is filled with this mixture) and the increased probe voltage U (1) represents the fraction of unburned fuel in the gas mixture of residual gas of a previous one Combustion, air and unburned fuel in the cylinder when the cylinder is filled with this (gas) mixture (ie the mole fraction, mole fraction or mole fraction of unburned fuel or unburned hydrocarbons / HC in that mixture, if the cylinder is with it) Mixture is filled), wherein the difference between the proportion of unburned fuel in the Gem is made of air and unburned fuel when the cylinder is filled only with this (gas) mixture and the proportion of unburned fuel in the gas mixture of combustion or residual gas of a previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder when the Cylinder is filled with this (gas) mixture, in proportion to the proportion of unburned fuel in the mixture of air and unburned fuel when the cylinder is filled with this mixture, the proportion of residual gas in the cylinder or the proportion of Combustion gas in the mixture of combustion or residual gas represents a previous combustion and air in the cylinder.
Mit noch anderen Worten wird der Restgasanteil in dem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit einer Zweipunkt-Lambdasonde 3 und mit einer Fremdzündung erfindungsgemäß dadurch bestimmt, dass in einem ersten Zyklus Frischluft und Kraftstoff im Zylinder verbrannt werden und in einem darauffolgenden zweiten Zyklus zwar eine Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder, aber keine Fremdzündung erfolgt (also die Zündung abgeschaltet wird, so dass die Zündkerze keinen Zündfunken absetzt), so dass Restgas der vorangegangenen Verbrennung vermischt mit Luft und nicht verbranntem Kraftstoff in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches erstes Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 ergibt und in einem darauffolgenden dritten oder noch weiteren Zyklus die Zündung weiterhin abgeschaltet bleibt, aber dem Zylinder Kraftstoff zugeführt wird, so dass ein Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff in Kontakt mit der Zweipunkt-Lambdasonde 3 tritt und sich ein spezifisches zweites Signal der Zweipunkt-Lambdasonde 3 ergibt, wobei das erste Signal den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff im Gasgemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung, Luft und nicht verbranntem Kraftstoff im Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist, repräsentiert und das zweite Signal den Anteil an nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und nicht verbranntem Kraftstoff, wenn der Zylinder nur mit diesem (Gas-)Gemisch gefüllt ist, repräsentiert, wobei die Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Signal, im Verhältnis zu dem zweiten Signal, den Anteil an Restgas im Zylinder bzw. den Anteil an Verbrennungsgas in dem Gemisch aus Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder repräsentiert.In still other words, the residual gas content in the cylinder of the internal combustion engine 1 with a two-point lambda probe 3 and with a spark ignition according to the invention determined by the fact that in a first cycle fresh air and fuel are burned in the cylinder and in a subsequent second cycle, although a supply of fuel to the cylinder, but no spark ignition (ie, the ignition is turned off, so that the spark plug does not set a spark), so that residual gas of the previous combustion mixed with air and unburned fuel in contact with the two-point lambda probe 3 occurs and a specific first signal of the two-point lambda probe 3 and, in a subsequent third or further cycle, the ignition continues to be shut off but fuel is supplied to the cylinder such that a mixture of air and unburned fuel is in contact with the two-point lambda probe 3 occurs and a specific second signal of the two-point lambda probe 3 , wherein the first signal represents the proportion of unburned fuel in the gas mixture of combustion gas of previous combustion, air and unburned fuel in the cylinder when the cylinder is filled with this (gas) mixture, and the second signal represents the proportion of unburned fuel in the mixture of air and unburned fuel when the cylinder is filled only with this (gas) mixture, the difference between the second and the first signal, relative to the second signal, represents the proportion of residual gas in the cylinder or the proportion of combustion gas in the mixture of combustion or residual gas of a previous combustion and air in the cylinder.
Praktisch wird also erfindungsgemäß der Molanteil des Verbrennungsgases xR in dem Gasgemisch aus Verbrennungsgas einer vorangegangenen Verbrennung und Luft im Zylinder (zumindest näherungsweise) anhand Gleichung 1c in Abhängigkeit des Molanteils von nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gasgemisch aus nicht verbranntem Kraftstoff, Luft und Verbrennungs- bzw. Restgas einer vorangegangenen Verbrennung xHCG in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist und des Molanteils von nicht verbranntem Kraftstoff in dem Gasgemisch aus nicht verbrannten Kraftstoff und Luft in dem Zylinder xHCL in dem Zylinder, wenn der Zylinder mit diesem Gasgemisch gefüllt ist, ermittelt: xR ≈ (xHCL – xHCG)/xHCL (1c). Practically, therefore, according to the invention, the molar fraction of the combustion gas x R in the gas mixture of combustion gas from a previous combustion and air in the cylinder (at least approximately) using equation 1c as a function of the molar fraction of unburned fuel in the gas mixture of unburned fuel, air and combustion or Residual gas of a previous combustion x HCG in the cylinder when the cylinder is filled with this gas mixture and the molar fraction of unburned fuel in the gas mixture of unburned fuel and air in the cylinder x HCL in the cylinder when the cylinder with this gas mixture filled, determined: x R ≈ (x HCL -x HCG ) / x HCL (1c).
Entsprechend der bisherigen Beschreibung kann der Zusammenhang gemäß Gleichung 1c auch wie in Gleichung 2c gezeigt formuliert werden: xR ≈ (U(max) – U(1))/U(max) (2c). According to the previous description, the relationship according to equation 1c can also be formulated as shown in equation 2c: x R ≈ (U (max) - U (1)) / U (max) (2c).
Die oben beschriebenen vier Ausführungen umfassen jeweils ein Ausblenden des Zylinders. Infolgedessen stellt die Brennkraftmaschine 1 bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeitweise kein Drehmoment bereit, was insbesondere zum Antrieb eines Fahrzeuges fehlt bzw. den Fahrkomfort beeinflussen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren wird daher bevorzugt dann angewendet, wenn eine Brennkraftmaschine 1 und eine elektrische Maschine als Antrieb, insbesondere für ein Fahrzeug, also ein Hybridfahrzeug, zusammenwirken, wobei die elektrische Maschine dann das von der Brennkraftmaschine 1 nicht bereitgestellte Drehmoment bereitstellt, insbesondere für den Antrieb des Hybridfahrzeugs, wenn das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, so dass stets ein Drehmoment bereitsteht bzw. kein Drehmomenteinbruch erfolgt.The four embodiments described above each include hiding the cylinder. As a result, the internal combustion engine stops 1 When using the method according to the invention temporarily no torque ready, which is missing especially for driving a vehicle or can affect the ride comfort. The method according to the invention is therefore preferably used when an internal combustion engine 1 and an electric machine as a drive, in particular for a vehicle, so a hybrid vehicle, cooperate, wherein the electric machine then that of the internal combustion engine 1 provides unprovoked torque, in particular for the drive of the hybrid vehicle, when the inventive method is performed, so that always a torque is available or no torque dip occurs.
