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Stand der Technik
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Ein wichtiger Aspekt bei der Auslegung und dem Betrieb von Brennkraftmaschinen ist heutzutage ein bezüglich der entstehenden Abgase optimierter Betrieb, zum einen aufgrund von gesetzgeberischen Vorgaben, zum anderen aufgrund des gestiegenen Umweltbewusstseins der Verbraucher. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer gas- oder benzinbetriebenen, mit Fremdzündung arbeitenden Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern in einem Betriebszustand mit späten Verbrennungslagen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Vorrichtung.
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In ihren Vorrichtungsaspekten betrifft die Erfindung ein Steuergerät, das zum Betreiben einer gas- oder benzinbetriebenen, mit Fremdzündung arbeitenden Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern in einem Betriebszustand mit späten Verbrennungslagen eingerichtet ist.
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Späte Verbrennungslagen treten bei diesen Brennkraftmaschinen insbesondere im Warmlauf nach einem Kaltstart auf. Die Zündung erfolgt dabei gegenüber einem Normalbetrieb verspätet. Aus dem dann nicht-optimalen Wirkungsgrad ergibt sich aus thermodynamischen Gründen eine hohe Abgastemperatur, die zur schnellen Erreichung der Katalysator-light-off-Temperatur beiträgt. Dies ist wünschenswert, um die beim Kaltstart erhöhten Rohemissionen der Brennkraftmaschine möglichst schnell konvertieren zu können. Bisher wurden Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art (bei noch nicht betriebswarmer Abgassensorik) ungeregelt betrieben, also mit einer ohne rückkoppelnde Korrektur erfolgenden Verwendung von vorbestimmten Stellgrößen für die Dosierung von Luft und Kraftstoff.
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Aus der
DE 10 2004 046 083 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem der Betrieb der Brennkraftmaschine ausgehend von einem Vergleich einer zylinderspezifischen Größe, die den Verbrennungsvorgang in einem Zylinder charakterisiert, angepasst wird. Diese Anpassung erfolgt im Hinblick auf die von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgase.
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Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich in ihren Verfahrensaspekten von dem eingangs genannten Stand der Technik durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Diese sehen vor, dass für jeden der Zylinder eine zylinderspezifische Größe, die einen Brennverlauf charakterisiert, erfasst oder ermittelt wird und für jeden Zylinder eine individuelle Stellgröße ausgehend von einem Vergleich der entsprechenden zylinderspezifischen Größe mit einem Sollwert gebildet wird, wobei die Bildung so erfolgt, dass sich ein Abstand der zylinderspezifischen Größe von ihrem Sollwert im Laufe weiterer Verwendungen der Stellgröße verringert.
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In Ihren Vorrichtungsaspekten unterscheidet sich die Erfindung von dem eingangs genannten Stand der Technik dadurch, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, für jeden der Zylinder eine zylinderspezifische Größe, die einen Brennverlauf charakterisiert, zu erfassen oder zu ermitteln, und für jeden Zylinder eine individuelle Stellgröße ausgehend von einem Vergleich der entsprechenden zylinderspezifischen Größe mit einem Sollwert zu bilden, wobei die Bildung so erfolgt, dass sich ein Abstand der zylinderspezifischen Größe von ihrem Sollwert verringert.
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Vorzugsweise erfolgt die Bildung derart, dass die zylinderspezifische Größe für alle Zylinder der Brennkraftmaschine identisch ist. Hierdurch kann ein Gleichlauf aller Zylinder der Brennkraftmaschine erreicht werden, was sich positiv auf den auf die beim Verbrennungsvorgang entstehenden Abgase auswirkt.
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Von Vorteil ist, wenn die für jeden Zylinder individuelle Stellgröße eine zylinderindividuelle Kraftstoffeinspritzmenge ist. Das heißt, dass die für jeden Zylinder individuell anpassbare Stellgröße, eine Menge an Kraftstoff ist, welche dem jeweiligen Zylinder in einem Arbeitszyklus zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei insbesondere, wenn die Anpassung der für jeden Zylinder individuellen Stellgröße, also insbesondere der zylinderindividuellen Kraftstoffeinspritzmenge, derart erfolgt, dass eine Gesamtkraftstoffeinspritzmenge pro Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine, die mit einem Gesamtkraftstoffeinspritzmengensollwert übereinstimmt, insbesondere wenigstens über mehrere Arbeitszyklen konstant bleibt. Die Anpassung der jeweiligen Einspritzmengen der einzelnen Zylinder erfolgt bei dieser Ausführungsform also unter Beibehaltung der Gesamtmenge an Kraftstoff, welche den Zylindern zugeführt wird, beziehungsweise unter Vorgabe der Gesamtkraftstoffmenge, welche den Zylindern zugeführt wird.
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Als Alternative zur zylinderindividuellen Kraftstoffeinspritzmenge als die für jeden Zylinder individuelle Stellgröße hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die für jeden Zylinder individuelle Stellgröße eine zylinderindividuelle Luftmenge ist, die der Verbrennung zugeführt wird. Dabei ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform bevorzugt, wenn die Anpassung der individuellen Stellgrößen der Zylinder derart erfolgt, dass eine der Verbrennung zugeführte Gesamtluftmenge mit einem Gesamtluftmengensollwert übereinstimmt und insbesondere über mehrere Verbrennungsvorgänge hinweg konstant bleibt.
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Vorteilhaft ist, wenn die zylinderspezifische Größe eine zylinderspezifische Brenndauer ist, welche vorzugsweise basierend auf einer Erfassung eines Brennraumdruckverlaufs ermittelt wird. Die Erfassung des Brennraumdrucks kann beispielsweise über einen Brennraumdrucksensor erfolgen. Im Sinne der Erfindung ist jedoch auch die Ermittlung der zylinderspezifischen Brenndauer basierend auf anderen erfassbaren Signalen, beispielsweise Drehzahlsignalen, möglich.
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Die zylinderspezifische Brenndauer kann über verschiedene Merkmale charakterisiert werden. Ein Merkmal, welches zu ihrer Charakterisierung herangezogen werden kann ist unter anderem der Winkelabstand zwischen zwei Umsatzanteilpunkten, beispielsweise 20 % Umsatzanteilpunkt und 80 % Umsatzanteilpunkt. Der Prozentsatz gibt den bei der Verbrennung umgesetzten Anteil an der Gesamtenergie einer Brennraumfüllung an. Der Punkt ist dann durch den zugehörigen Prozentwert und die Position im Arbeitszyklus definiert.
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Dabei können Umsatzanteilpunkte aus dem integralen Heizverlauf berechnet werden. Als Charakterisierung der Brenndauer kann auch der Winkelabstand zwischen einem Zündzeitpunkt und einem definierten Umsatzanteilpunkt herangezogen werden. Ebenso kann die Charakterisierung der Brenndauer durch den Winkelabstand zwischen dem Zündzeitpunkt und der Position des Maximums des Heizverlaufs, welcher durch die Verbrennung resultiert, erfolgen.
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Bevorzugt ist es, wenn die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass eine Verbrennungslage der jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine zwischen 40° und 100°, vorzugsweise zwischen 50° und 100°, insbesondere zwischen 60° und 100° Kurbelwellenwinkel nach einem oberen Totpunkt (OT) der jeweiligen Zylinder liegt. Diese Werte kennzeichnen eine von normalen Verbrennungslagen verschiedene späte Verbrennungslage. Eine normale Verbrennungslage ergibt sich eher bei ca. 8°bis 10° nach OT. Bei dieser Ausführungsform wird also der Kraftstoff zu einem jeweiligen Zeitpunkt in den Brennraum der jeweiligen Zylinder eingespritzt und gezündet, bei welchem die Verbrennungslage relativ weit nach dem oberen Totpunkt liegt, also ein niedriges Kompressionsverhältnis vorliegt. Insbesondere ist hier die Turbulenz im Brennraum schon sehr stark abgebaut. In diesen Verbrennungslagen besteht ein mathematisch besonders genau umkehrbarer Zusammenhang zwischen der Brenndauer und einem zylinderindividuellen Lambda. Dabei ist unter einem zylinderindividuellen Lambda die Zusammensetzung (Luftzahl) des Abgases eines jeweiligen Zylinders zu verstehen.
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Lambda ist definiert als die tatsächlich für eine Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmasse im Verhältnis zur mindestens notwendigen stöchiometrischen Luftmasse, die für eine vollständige Verbrennung benötigt wird. Bei Lambda = 1 liegt ein sogenanntes stöchiometrisches Verbrennungsverhältnis vor, sodass alle Kraftstoffmoleküle vollständig mit dem im Brennraum vorhandenen Luftsauerstoff reagieren können, ohne dass unverbrannter Kraftstoff übrig bleibt. Für Lambdawerte < 1 liegt folglich ein Luftmangel vor, was auch als fettes Gemisch bezeichnet wird. Für Lambdawerte > 1 liegt entsprechend ein Luftüberschuss vor, man spricht auch von einem mageren Gemisch. In dem eben beschriebenen Betriebszustand, in welchem die Brennkraftmaschine mit Verbrennungslagen weit nach dem oberen Totpunkt betrieben wird, kann durch die Gleichstellung der Brenndauer der einzelnen Zylinder eine genaue Gleichstellung der jeweiligen Abgaszusammensetzung der einzelnen Zylinder, insbesondere der Luftzahlen Lambda der einzelnen Zylinder erfolgen.
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Von Vorteil ist auch, wenn ausgehend von einem Vergleich einer eine Sauerstoffkonzentration im Abgas der Brennkraftmaschine charakterisierenden Größe mit einem Sauerstoffkonzentrationssollwert eine sauerstoffkonzentrationsbeeinflussende Stellgröße, insbesondere die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge und/oder eine der Verbrennung zugeführte Gesamtluftmenge, der Brennkraftmaschine anpassbar ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass neben der Gleichstellung der einzelnen Zylinder in Bezug auf Brenndauer oder zylinderindividuelles Lambda eine Regelung der Sauerstoffkonzentration im gesamten Abgas der Brennkraftmaschine erreicht wird. Die eben beschriebene Einstellung der Gesamtsauerstoffkonzentration in der Brennkraftmaschine kann besonders effizient erfolgen, da die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine bezüglich der zylinderspezifischen Größe, insbesondere der zylinderindividuellen Brenndauer, beziehungsweise ihrer zylinderindividuellen Luftzahlen Lambda, gleichgestellt sind.
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Vorteilhaft ist auch, wenn die für jeden Zylinder individuelle Stellgröße in einer ersten Betriebsphase erfasst oder ermittelt wird und ausgehend von einem Vergleich der entsprechenden zylinderspezifischen Größe mit einem Sollwert die zylinderindividuelle Stellgröße in einer zweiten Betriebsphase, die von der ersten Betriebsphase durch eine Stillstandsphase und einen anschließenden Neustart getrennt ist, anpassbar ist. Hierdurch wird es beispielsweise ermöglicht, in einer Warmlaufphase einer ersten Betriebsphase der Brennkraftmaschine die notwendigen Daten zu sammeln, mit welchen in einer zweiten Betriebsphase, also bei einem weiteren Startvorgang der Brennkraftmaschine, die Zylinder gleichgestellt werden können.
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Im Sinne der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, mit Mitteln, die für jeden der Zylinder eine zylinderspezifische Größe, die einen Brennverlauf charakterisiert, erfassen oder ermitteln und bei welchen für jeden Zylinder eine individuelle Stellgröße ausgehend von einem Vergleich der entsprechenden zylinderspezifischen Größe mit einem Sollwert anpassbar ist, wobei die Anpassung insbesondere derart erfolgen kann, dass die zylinderspezifische Größe für alle Zylinder der Brennkraftmaschine identisch ist. Vorteilhaft ist, wenn die Mittel der Vorrichtung ausbildet sind um die weiteren oben genannten vorteilhaften Ausführungsformen des Erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
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Erläuterungen und beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsformen werden in den nachfolgenden Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
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1 das technische Umfeld der Erfindung in Form einer Brennkraftmaschine;
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2 einen Verlauf eines Brennraumdruckes in stark schematisierter Form;
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3 einen schematischen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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4 einen Zusammenhang zwischen Brenndauern und Luftzahlen; und
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5: Regelkreise, welche Abläufe eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens im Detail zeigen.
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1 zeigt das technische Umfeld der Erfindung in Form einer Brennkraftmaschine 38. Die Brennkraftmaschine ist hier ein zwei Zylinder 100, 102 und damit zwei Brennräume aufweisender Verbrennungsmotor, der mit einem Gemisch aus Luft und Kraftstoff betrieben wird, wobei der Kraftstoff Benzin und/oder Gas wie Flüssiggas oder Erdgas ist. Der Verbrennungsmotor weist ein Ansaugsystem auf, das in der dargestellten Ausgestaltung zylinderindividuelle Luftmengenstellglieder 104, 106 aufweist. Dabei kann es sich zum Beispiel um zylinderindividuelle Drosselklappen oder zylinderindividuell steuerbare Einlassventile handeln. Die zylinderindividuelle Luftmengendosierung ist aber nicht zwingend erforderlich.
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Jeder Zylinder weist wenigstens eine Zündkerze 108, 110 zur Zündung seiner Brennraumfüllungen auf. Darüber hinaus weist jeder Zylinder in der dargestellten Ausgestaltung einen Brennraumdrucksensor 112, 114 auf, der dazu eingerichtet und angeordnet ist, den Druck in einem jeweils einem Brennraum der Brennkraftmaschine brennraumindividuell zu erfassen. Ferner weist die Brennkraftmaschine zylinderindividuelle Kraftstoffdosierventile 116, 118 auf, die eine brennraumindividuelle Dosierung von Kraftstoff erlauben. In der dargestellten Ausgestaltung sind die Kraftstoffdosierventile so angeordnet, dass sie den Kraftstoff, hier insbesondere Benzin, direkt in einen Brennraum einspritzen. Alternativ oder ergänzend kann jeweils ein Dosierventil auch nahe vor einem Einlassventil eines individuellen Brennraums in dessen Luftzuleitung angeordnet sein. Dies gilt für flüssigen Kraftstoff dosierende Ventile, insbesondere aber für gaseinblasende Dosierventile.
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Aus Verbrennungen der Brennraumfüllungen resultierendes Abgas wird von einem Abgassystem aufgenommen, das eine Abgasreinigungskomponente, insbesondere einen Drei-Wege-Katalysator 120 aufweist. Im Abgassystem ist eine Abgassonde 122 so angeordnet, dass sie ein Signal liefert, in dem sich eine über die Zylinder gemittelte Luftzahl Lambda als sogenanntes Summenlambda abbildet. An einer Schwungscheibe der Brennkraftmaschine ist das aus den Verbrennungen resultierende Drehmoment abnehmbar. An wenigstens einem Wellenende des Verbrennungsmotors ist eine Drehzahlsensorik 124 mit einem Geberrad 126 und einem bevorzugt hochauflösenden Winkelsensor 128 angeordnet, der eine Erfassung einer Drehwinkelposition der Welle erlaubt. Die hochaufgelöste Drehwinkelmessung (z.B. durch eine ca. 60 Zähne/Drehwinkelmarkierungen aufweisendes Geberrad) erlaubt es, den zeitlichen Verlauf der Drehzahl so genau aufzulösen, dass sich zylinderindividuelle Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit in dem Signal abbilden.
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Ein Steuergerät ist dazu eingerichtet und insbesondere dazu programmiert, Signale n (Drehzahl), L (Luftzahl) und weitere Signale wie Drehmomentanforderungen durch einen Fahrer, Temperaturen, usw. einzulesen und daraus insbesondere Ansteuersignale für die genannten Stellglieder zu bilden, hier also insbesondere Ansteuersignale z für die Auslösung von Zündungen der Brennraumfüllungen, S_L für eine brennraumindividuelle Luftzufuhr und S_K für eine brennraumindividuelle Kraftstoffzufuhr.
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Das Steuergerät stellt insofern ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, das dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, das erfindungsgemäße Verfahren durch die Durchführung und Steuerung des Ablaufs der Verfahrensschritte durchzuführen.
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Die 2 zeigt, stark schematisiert, einen zeitlichen Verlauf eines Brennraumdruckes während einer Verbrennung in einem Zylinder/Brennraum des Verbrennungsmotors. Der zunächst bis auf ein Maximum ansteigende und danach abfallende Verlauf des Druckes bildet den Energieumsatz während der Verbrennung ab. Mit Auswertemethoden, die hier als bekannt vorausgesetzt werden können, lässt sich zum Beispiel bestimmen, wann, beziehungsweise bei welcher Winkelposition im Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors ein bestimmter Prozentsatz der Energie einer Brennraumfüllung aus Kraftstoff und Luft verbrannt ist. So lassen sich zum Beispiel Beginn und Ende einer Verbrennung definieren, Ein Verbrennungsbeginn lässt sich zum Beispiel dadurch definieren, dass die Brennraumfüllung zu 20 % verbrannt ist; ein Verbrennungsende lässt sich zum Beispiel dadurch definieren, dass 80 % der Brennraumfüllung verbrannt sind. Der Winkelabstand dW zwischen einem so definierten Verbrennungsende und Verbrennungsbeginn stellt ein Maß für die Verbrennungsdauer einer individuellen Verbrennungsdauer dar. In der Praxis wird der Beginn und das Ende der Verbrennung bevorzugt aus dem sogenannten Heizverlauf berechnet, der auf dem Brennraumdruck und weiteren Größen wie dem von der jeweils aktuellen Position im Arbeitszyklus abhängigen Zylindervolumen basiert. Dies ist soweit bekannt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird bei der Berechnung der Brenndauer auch noch die Lage der Verbrennung im Arbeitszyklus berücksichtigt. Bei gleichem Lambdawert ergibt sich bei einer späteren Verbrennungslage eine längere Brenndauer als bei einer früheren Verbrennungslage. Dieser Einfluss der Verbrennungslage auf die Brenndauer wird bei der Berechnung kompensiert.
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Bevorzugt ist auch, dass ein Einfluss der Motordrehzahl kompensiert wird. Je nach Motordrehzahl verändert sich die Turbulenz der Luftströmung im Zylinder. Dies hat einen Einfluss auf die Brenndauer. Mit steigender Drehzahl nimmt der Zündverzug und die Brenndauer ab.
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In 3 stellt ein erster Verfahrensblock 10 eine Verbrennung in Zylindern einer Brennkraftmaschine dar. Bei der Verbrennung werden über Brennraumdrucksensoren Signale in Bezug auf Brennraumdruckverläufe in den jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine erfasst.
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Ein zweiter Verfahrensblock 12 stellt eine Verarbeitung der erfassten Signale der Brennraumdrucksensoren dar. Aus den Signalen der Brennraumdrucksensoren werden im Zuge der Verarbeitung die Brennraumdruckverläufe der jeweiligen Zylinder ermittelt.
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Ein dritter Verfahrensblock 14 stellt Ermittlungen zylinderindividueller Brenndauern dar. Die Ermittlungen der zylinderindividuellen Brenndauern erfolgt bei der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung einer Verbrennungslage der jeweiligen Zylinder. Die Verbrennungslage ist zum Beispiel die Winkelposition im Arbeitsspiel, bei der 50 % des Kraftstoffs der Brennraumfüllung verbrannt sind.
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Ein vierter Verfahrensblock 16 stellt eine Ermittlung zylinderindividueller Lambdas, also einer zylinderspezifischen Größe, dar. Die zylinderindividuellen Lambdas werden ausgehend von den ermittelten Brenndauern ermittelt. Dabei wird ausgenutzt, dass zwischen den zylinderindividuellen Brenndauern und den zylinderindividuellen Lambdas ein Zusammenhang besteht, wie er qualitativ in der 4 dargestellt ist.
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Ein fünfter Verfahrensblock 18 stellt einen Vergleich der zylinderindividuellen Lambdas mit einem oder mehreren Sollwerten dar. In einer Ausgestaltung wird derselbe Sollwert für alle Brennräume verwendet, um eine Gleichstellung der Luftzahlen Lambda zu bewirken. In einer alternativen Ausgestaltung werden unterschiedliche Sollwerte verwendet, um eine gezielte Ungleichstellung der Luftzahlen zu bewirken, was für eine beschleunigte Katalysatoraufheizung günstig sein kann.
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Ein sechster Verfahrensblock 20 stellt eine Gleichstellung der Zylinder der Brennkraftmaschine durch eine Anpassung der zylinderindividuellen Kraftstoffeinspritzmengen dar. Die Anpassung erfolgt ausgehend von dem Vergleich der zylinderindividuellen Lambdas mit ihren jeweiligen Sollwerten durch eine Bildung zylinderindividueller Stellgrößen, bei welchen es sich bei der vorliegenden Ausführungsform um zylinderindividuelle Kraftstoffanteile oder Luftanteile an Brennraumfüllungen handelt. Das Steuergerät ist insbesondere dazu programmiert, dieses Verfahren mit den Schritten, beziehungsweise Blöcken 10 bis 20 abzuarbeiten.
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Die 4 zeigt Brenndauern in Grad Kurbelwellenwinkel über der Luftzahl Lambda. Die Brenndauer steigt mit zunehmender Luftzahl (magerer werdende Brennraumfüllungen) an. Zusätzlich gilt, dass der Einfluss einer Änderung des Lambdas in einem Zylinder auf die Brenndauer des jeweiligen Zylinders umso größer ist, je später die Verbrennung in den jeweiligen Zylindern liegt. Dieser Einfluss wird bei einer Ausgestaltung bevorzugt kompensiert.
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In 5 sind Verfahrens- und Vorrichtungsaspekte eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in der Form von Funktionsblöcken dargestellt, die einen ersten Regelkreis 22 und einen zweiten Regelkreises 24 repräsentieren, die auf dieselben Stellgrößen, beziehungsweise Stellglieder einwirken. Der erste Regelkreis 22 umfasst einen ersten Regler 30. Dem ersten Regler 30 wird eine Differenz 32 aus einem Soll-lambda 34 aus einer ersten Speicherzelle des Steuergeräts und einem Ist-lambda 36 von der Abgassonde zugeführt. Die Differenz basiert damit auf einem Vergleich einer eine Sauerstoffkonzentration im Abgas der Brennkraftmaschine 38 charakterisierenden Größe mit einem Sauerstoffkonzentrationssollwert. Mit dem Ist-Lambda 36 ist dabei ein für eine gesamte Brennkraftmaschine 38 ermitteltes Verhältnis der tatsächlich für die Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmasse im Verhältnis zur mindestens notwendigen stöchiometrischen Luftmasse, die für eine vollständige Verbrennung benötigt wird, gemeint ist, also ein Summenlambda.
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Ausgehend von der Differenz 32 stellt der erste Regler 30 eine die Sauerstoffkonzentration beeinflussende Stellgröße, in der vorliegenden Ausführungsform eine Gesamtkraftstoffeinspritzmenge 40, ein. Die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge 40, bzw. ein diese Menge repräsentierendes Signal wird einem Block 60 übergeben, der daraus und aus einem Signal 56 des zweiten Regelkreises Ansteuerimpulsbreiten für Kraftstoffeinspritzventile der Brennkraftmaschine 38 bildet.
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Der zweite Regelkreis 24 umfasst einen zweiten Regler 42 sowie eine Berechnungseinheit 44. Dem zweiten Regler 42 wird eine Brenndauerdifferenz 46 zugeführt. Die Brenndauerdifferenz 46 ergibt sich aus einem Vergleich von einer Sollbrenndauer 48 aus einer weiteren Speicherzelle des Steuergeräts und jeweils brennraumindividuell ermittelten Brenndauern 50 einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine 40.
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Die Brenndauern 50 der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 38 werden durch die Berechnungseinheit 44 ermittelt. Die Ermittlung durch die Berechnungseinheit 44 erfolgt unter Verwendung von Brennraumdruckverläufen 52, geliefert von einer Brennraumdrucksensorik 62, und dazugehörigen Kurbelwellenpositionsinformationen 54 für die jeweiligen Zylinder, welche Informationen aus Signalen einer Drehwinkelsensorik 64 gebildet werden. Die Brennraumdruckverläufe 52 und die Kurbelwellenpositionsinformationen 54 werden an der Brennkraftmaschine 38 durch die Brennraumdrucksensoren und die hochauflösende Winkel- oder Drehzahlsensorik erfasst. Der zweite Regler 42 passt, ausgehend von der Brenndauerdifferenz 46, also dem Vergleich der Brenndauer 50 (also der zylinderspezifischen Größe) mit der Sollbrenndauer 48 (also dem Sollwert), eine Stellgröße, vorliegend eine zylinderindividuelle Kraftstoffeinspritzmenge 56, an. Die zylinderindividuelle Kraftstoffeinspritzmenge, bzw. ein diese Menge repräsentierendes Signal, wird zusammen mit einem die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge 40 repräsentierenden Signal einem Block 60 übergeben, der daraus Ansteuerimpulsbreiten für Kraftstoffeinspritzventile der Brennkraftmaschine 38 bildet.
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Mit den Ansteuerimpulsbreiten wird die jeweilige zylinderindividuelle Kraftstoffeinspritzmenge in den jeweils zugehörigen Brennraum der Brennkraftmaschine 38 dosiert.
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Alternativ kann der Regelkreis 24 auch ohne den Regelkreis 22 betrieben werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die das Summenlambda erfassende Abgassonde 122 im Warmlauf noch nicht betriebsbereit ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer zylinderindividulellen Regelung der Verbrennungslage auf einen für alle Zylinder gemeinsamen Sollwert der Verbrennungslage kombiniert.
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Die Brennkraftmaschine 38 erzeugt bei der Verbrennung ein Drehmoment 58. Insbesondere die Blöcke 30, 42 und 44 sowie die beschriebenen Differenzbildungen sind als Programmmodule eines Computerprograms verwirklicht, das zur Abarbeitung des erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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