DE10203032A1 - Kolbenmotor und zugehöriges Betriebsverfahren - Google Patents

Kolbenmotor und zugehöriges Betriebsverfahren

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kolbenmotors, dessen Zylindern jeweils mindestens ein Einlaßventil und mindestens ein Auslaßventil zugeordnet sind, und der mit einer variablen Öffnungs- und Schließzeiten ermöglichenden Ventileinstelleinrichtung ausgestattet ist. Eine Motorsteuerung des Kolbenmotors ermittelt einen aktuellen Istwert eines Abgasmassenanteils, der zusammen mit einem Frischgasmassenanteil nach der Frischgaszufuhr und vor der Verbrennung den Inhalt der Zylinder bildet. Die Motorsteuerung betätigt die Ventilstelleinrichtung zum Einstellen eines Sollwerts des Abgasmassenanteils.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kolbenmotors sowie einen Kolbenmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
  • Aus der DE 198 19 937 C1 ist für eine elektronische Motorsteuerung eines Kolbenmotors ein Betriebsverfahren bekannt, bei dem die Motorsteuerung aus einem aktuellen Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis eines einem Brennraum des Kolbenmotors zugeführten Frischgases und aus einem aktuellen Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis eines nach der Verbrennung aus dem Brennraum abgeführten Abgases einen aktuellen Abgasmassenanteil ermittelt, der zusammen mit einem Frischgasmassenanteil nach der Frischgaszufuhr und vor der Verbrennung den Inhalt des Brennraums bildet.
  • Eine möglichst exakte Kenntnis des Abgasmassenanteils, der auch als "Restgasanteil" bezeichnet werden kann, ist von besonderem Interesse, wenn das Betriebsverhalten des Kolbenmotors, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs, der Schadstoffemission und des Motorwirkungsgrads, optimiert werden soll. Moderne Verbrennungsmotoren (z. B. Benzinmotoren mit Direkteinspritzung, Dieselmotoren mit Direkteinspritzung, Dieselmotoren mit Common-Rail-Einspritzung) können mit einer Abgasrückführungseinrichtung ausgestattet sein, um die Emission von Schadstoffen und um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Dabei wird ein Teil der Verbrennungsabgabe über eine entsprechende, vom Abgasstrang zum Frischluftstrang führende Rückführungsleitung erneut der Verbrennung zugeleitet. Eine solche externe Abgasrückführung verändert dabei das Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis des in dem jeweiligen Zylinder eingebrachten Gemischs und hat somit erheblichen Einfluss auf die dort stattfindende Verbrennung. Außerdem werden dadurch die Zusammensetzung der Abgase verändert, die Leistung und die Laufruhe des Kolbenmotors beeinflusst. Neben dieser externen Abgasrückführung wird das Betriebsverhalten des Kolbenmotors auch durch eine interne Abgasrückführung beeinflusst, die beispielsweise durch ein von einem Kolben aus dem zugehörigen Zylinder nicht austreibbaren Totvolumen gebildet wird. Außerdem führen während der Gemischeinfüllung in den Zylinder Überschneidungen zwischen der Schließbewegung des oder der Auslassventile und der Öffnungsbewegung des oder der Einlassventile zu einer Rückströmung von bereits aus dem Zylinder in den Abgasstrang verdrängten Abgasen. Mit Hilfe der bekannten Motorsteuerung kann der sich durch die Zuführung eines frischen Kraftstoff/Luft-Gemischs, durch externe Abgasrückführung und durch interne Abgasrückführung zusammensetzende Inhalt der Zylinder relativ exakt bestimmt werden, so dass in Abhängigkeit davon mit einer geeigneten Regelung bzw. Steuerung das Betriebsverhalten des Kolbenmotors beeinflusst werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Betriebsverfahren sowie für einen Kolbenmotor der eingangs genannten Art eine Ausführungsform anzugeben, die den Motorbetrieb, insbesondere hinsichtlich Schadstoffemission, Kraftstoffverbrauch und Laufruhe, verbessert.
  • Dieses Problem wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Motorsteuerung, die so ausgebildet ist, dass sie einen aktuellen Istwert des Abgasmassenanteils ermitteln kann, mit einer Ventilstelleinrichtung zu kombinieren, die so ausgebildet ist, dass sie für die Ventile variable Öffnungs- und Schließzeiten ermöglicht. Derartige Ventilstelleinrichtungen arbeiten nicht mit Nockenwellen, sondern mit einzeln ansteuerbaren Aktuatoren, die den Ventilen separat zugeordnet sind. Hierdurch können die einzelnen Ventile z. B. unabhängig von der Motordrehzahl und insbesondere unabhängig voneinander zum Öffnen und Schließen betätigt werden. Derartige Ventilstelleinrichtungen sind beispielsweise in Form von elektromagnetischen Ventilstell-Systemen (sogenannte EMV-System) bekannt und müssen daher nicht näher erläutert werden.
  • Die erfindungsgemäße Kombination erfolgt nun so, dass die Motorsteuerung in Abhängigkeit des ermittelten aktuellen Istwerts des Abgasmassenanteils die Ventilsteuerung zum Einstellen eines Sollwerts des Abgasmassenanteils betätigt. Mit Hilfe der Erfindung wird somit die Ventilstelleinrichtung zum Einstellen eines gewünschten Abgasmassenanteils in den Zylindern genutzt, beispielsweise indem in geeigneter Weise der Schließzeitpunkt des Einlassventils mit dem Öffnungszeitpunkt des Auslassventils überschnitten wird. Durch die Variabilität einer solchen Ventilstelleinrichtung kann der gewünschte Sollwert relativ genau eingestellt werden, wodurch der Motorbetrieb zum Beispiel hinsichtlich Schadstoffemission, Kraftstoffverbrauch und Laufruhe verbessert werden kann.
  • Von besonderem Interesse ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Motorsteuerung den aktuellen Istwert des Abgasmassenanteils möglichst genau bestimmen kann. Die bereits weiter oben zitierte DE 198 19 937 C1, deren Inhalt durch die ausdrückliche Bezugnahme mit in den Umfang der vorliegenden Unterlagen aufgenommen ist, schlägt hierzu vor, den aktuellen Istwert des Abgasmassenanteils aus dem aktuellen Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis des den Zylindern zugeführten Frischgases und aus dem aktuellen Kraftstoff/Luft- Massenverhältnis des nach der Verbrennung aus den Zylindern abgeführten Abgases zu ermitteln. Bevorzugte Ausführungsformen dieser speziellen Vorgehensweise sind in der DE 198 19 937 C1 näher erläutert. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kombination eines den Istwert des Abgasmassenanteils relativ exakt ermittelnden Verfahrens mit einer den Sollwert des Abgasmassenanteils relativ exakt einstellenden Ventilstelleinrichtung kann das Betriebsverhalten des Kolbenmotors zusätzlich optimiert werden.
  • Grundsätzlich ist es möglich, den aktuellen Istwert des Abgasmassenanteils über sämtliche Zylinder gleichzeitig zu bestimmen, beispielsweise indem das aktuelle Kraftstoff/Luft- Massenverhältnis des Abgases im Gesamtabgasstrom, also nach dem Zusammenführen der von den einzelnen Zylindern kommenden Teilabgasströmen, gemessen wird. Wenn der Kolbenmotor mit einer Abgasrückführung arbeitet, kann es für bestimmte Betriebszustände vorteilhaft sein, möglichst hohe Abgasrückführungsraten einzustellen. Da die Gemischbildung in den einzelnen Zylindern, insbesondere bei Lastwechseln, variieren kann, besteht die Gefahr, dass bei extrem hohen Abgasrückführungsraten in einzelnen Zylindern der Abgasanteil so groß wird, so dass es zu Fehlzündungen, Schadstoffemissionen und störenden Geräuschentwicklungen kommen kann.
  • Um hier Abhilfe zu schaffen, kann bei einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung die Motorsteuerung für jeden Zylinder individuell den zugehörigen Istwert des Abgasmassenanteils ermitteln und die Ventilstelleinrichtung für jeden Zylinder individuell zum Einstellen des Sollwerts des Abgasmassenanteils im jeweiligen Zylinder betätigen. Erreicht wird dies beispielsweise mit Hilfe von entsprechenden Sonden zum Sensieren des aktuellen Kraftstoff/Luft- Massenverhältnisses, von denen jedem Zylinder jeweils eine zugeordnet ist. Durch diese Maßnahme kann lokal in jedem Zylinder der aktuelle Istwert ermittelt und der gewünschte Sollwert eingestellt werden, wodurch insgesamt das Betriebsverhalten des Kolbenmotors verbessert werden kann. Insbesondere ist es dadurch möglich, höhere Abgasrückführungsraten einzustellen.
  • Bei einer anderen besonderen Ausführungsform kann stationären oder quasi stationären Betriebszuständen des Kolbenmotors jeweils ein Sollwert des Abgasmassenanteils zugeordnet sein, wobei die Motorsteuerung beim Übergang zwischen zwei stationären oder quasi stationären Betriebszuständen aus den beiden, diesen Betriebszuständen zugeordneten Sollwerten des Abgasmassenanteils einen Übergangspfad mit wenigstens einem zwischen den beiden Sollwerten liegenden Zwischensollwert ermittelt und die Ventilstelleinrichtung so betätigt, dass die Istwerte des Abgasmassenanteils diesem Übergangspfad folgen. Wenn beispielsweise der Motorbetrieb von einem mittleren Lastfall in einen unteren Lastfall umgeschaltet werden soll, kann es bei einer herkömmlichen Vorgehensweise dazu kommen, dass zumindest kurzfristig ein überhöhter Abgasmassenanteil in den Zylindern vorliegt. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorgehensweise kann der Abgasmassenanteil auch bei solchen transienten Betriebszuständen optimiert werden, wodurch sich die obengenannten Kennwerte des Kolbenmotors, zum Beispiel Abgasemission und Kraftstoffverbrauch, verbessern lassen.
  • Von besonderem Interesse ist auch eine Ausführungsform, bei der die Motorsteuerung die Ventilstelleinrichtung so betätigt, dass eine Abgasrückführung ausschließlich durch eine interne Abgasrückführung erreicht wird. Durch diese Maßnahme kann auf eine externe Abgasrückführung und somit auf den damit verbundenen apparativen und konstruktiven Aufwand verzichtet werden. Die Abgasrückführung kann somit bei einem Kolbenmotor, der eine variable Ventilsteuerzeiten ermöglichende Ventilstelleinrichtung, zum Beispiel ein EMV-System, sowie eine programmierbare Motorsteuerung aufweist, nachträglich mit einer Abgasrückführung ausgestattet werden, indem entsprechende Programme in die Motorsteuerung implementiert werden.
  • Es ist zweckmäßig, wenn die Motorsteuerung die Ventilstelleinrichtung im Sinne einer Steuerung und/oder im Sinne einer Regelung betätigt. Sofern ausschließlich eine Regelung mit einem Soll-Ist-Vergleich der Abgasmassenanteile verwendet wird, ist darauf zu achten, daß besonders kurze Regelungszeiten erzielbar sind. Zweckmäßig ist eine Kombination einer Steuerung mit einer Regelung, derart, daß bestimmten Betriebszuständen zugeordnete Sollwerte zunächst durch eine steuernde Betätigung der Ventilstelleinrichtung (mehr oder weniger grob) eingestellt und danach permanent durch einen Vergleich mit den aktuellen Istwerten regelnd nachgestellt werden.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die einzige Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines Ausschnitts eines Kolbenmotors nach der Erfindung.
  • Entsprechend Fig. 1 weist ein nur teilweise dargestellter Kolbenmotor 1 mehrere Zylinder 2 auf, von denen in Fig. 1 jedoch nur einer exemplarisch dargestellt ist. Im Zylinder 2ist ein Kolben 3 entlang einer Zylinderwandung 4 hubbeweglich verstellbar gelagert. Dem Zylinder 2 wird über ein Einlaßventil 5 ein Gemisch aus einer Zuführung 6 gesteuert zugeführt. Nach einer Verbrennung wird das dann im Zylinder 2 enthaltende Abgas über ein Auslaßventil 7 durch eine Abführung 8 gesteuert abgeführt bzw. einem im übrigen nicht dargestellten Abgasstrang 9 gesteuert zugeführt. Es ist klar, daß dem Zylinder 2 auch mehrere Einlaßventile 5 und/oder mehrere Auslaßventile 7 zugeordnet sein können.
  • Erfindungsgemäß ist der Kolbenmotor 1 mit einer Ventilstelleinrichtung 10 ausgestattet, die variable Schließzeiten und Öffnungszeiten für die Ventile 5, 7 ermöglicht. Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist jedem Ventil 5, 6 ein elektromagnetischer Aktuator 11 zugeordnet, so dass es sich hier um ein elektromagnetisches Ventilstell-System 10 oder kurz um ein EMV-System 10 handelt.
  • Der Kolbenmotor 1 weist außerdem eine Motorsteuerung 12 auf, die zweckmäßig einen Rechner 13 und einen damit in Datenaustausch stehenden Speicher 14 aufweist. Über entsprechende Signal-Verbindungs- und Steuerleitungen 15 ist die Motorsteuerung 12 beispielsweise mit einer dem Zylinder 2 zugeordneten Einspritzdüse 16, einer dem Zylinder 2 zugeordneten Zünd- oder Glühkerze 17 und mit den Aktuatoren 11 der Ventilstelleinrichtung 10 verbunden. Außerdem ist die Motorsteuerung 12 über entsprechende Leitungen 15 mit einer Sensorik verbunden, die z. B. eine im Abgasstrang 9 angeordnete Sonde 18 aufweist. Des weiteren kann diese Sensorik beispielsweise einen Sensor zur Bestimmung der angesaugten Frischluftmasse umfassen. Die im Abgasstrang 9 angeordnete Sonde 18 ist zweckmäßig eine Lambda-Sonde 18, mit deren Hilfe der Sauerstoffanteil im Abgas sensierbar ist. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann jedem Zylinder 2 eine solche Sonde 18 zugeordnet sein, die dann zweckmäßig an einem Abgasrohr angeordnet ist, das die Abführung 8 mit einem Abgassammler des Abgastrakts 9 verbindet.
  • Aufgrund eines unvermeidlichen Totvolumens im oberen Umkehrpunkt des Kolbens 3 bleibt nach jedem Verbrennungszyklus ein als Restgasanteil bezeichneter Abgasmassenanteil rR an Abgasen im Zylinder 2 zurück. Außerdem kann es aufgrund von sich überschneidenden Öffnungsstellungen der Ventile 5 und 7 zu einer Rückströmung von Abgasen aus der Abführung 8 in den Zylinder 2 kommen. Darüber hinaus können frühe Öffnungszeiten der Einlaßventile 5 in Verbindung mit frühen Schließzeiten der Auslaßventile 7 dazu führen, daß Abgase in die Zuführung 6 gelangen und wieder in den Zylinder 2 zurückströmen.
  • Die Motorsteuerung 12 kann zur Ermittlung dieses Abgasmassenanteils rR mit Hilfe der Lambda-Sonde 18 vorzugsweise kontinuierlich den Sauerstoffanteil der Abgase messen. Hierzu generiert die Lambda-Sonde 18 für die Motorsteuerung 12 einen Signalwert Sa, der mit einem Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis der Abgase φz korreliert. Dieser Signalwert Sa wird über die entsprechende Leitung 15 der Motorsteuerung 12 zugeleitet. Aus diesem Signalwert Sa und aus einem, der Motorsteuerung 12 ohnehin bekannten Signalwert Sf der mit einem Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis im Frischgas φf korreliert, generiert die Motorsteuerung 12 bzw. ihr Rechner 13 mit Hilfe geeigneter Programme einen mit dem Abgasmassenanteil rR korrelierenden Signalwert SRGA.
  • Mit Hilfe dieses Signalwertes SRGA kann dann die Motorsteuerung 12 in vielfältiger Weise den Betriebszustand des Kolbenmotors 1 beeinflussen. Erfindungsgemäß betätigt die Motorsteuerung 12 die Ventilstelleinrichtung 10 bzw- deren Aktuatoren 11 in Abhängigkeit des so ermittelten aktuellen Istwerts des Abgasmassenanteils rR. Die Betätigung der Ventilstelleinrichtung 10 erfolgt dabei so, daß durch gezielte Variation der Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile 5, 7 ein Sollwert für den Abgasmassenanteil rR im Zylinder 2 eingestellt wird. Zusätzlich kann auch die Betätigung der Einspritzdüse 16 und/oder der Zündkerze 17 in Abhängigkeit des Istwertes des Abgasmassenanteils rR auf die Betätigung der Ventilstelleinrichtung 10 abgestimmt werden. Zielsetzung kann dabei ein Betriebsverhalten für den Kolbenmotor 1 sein, das besonders niedrige Werte für Schadstoffemission und Kraftstoffverbrauch sowie eine hohe Laufruhe besitzt.
  • Wie bereits weiter oben erläutert kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform die Motorsteuerung 12 für jeden Zylinder 2 des Kolbenmotors 1 individuell den zugehörigen Istwert des Abgasmassenanteils rR ermitteln und dann dementsprechend die Ventileinstelleinrichtung 10 für jeden Zylinder 2 individuell zum Einstellen des gewünschten Sollwerts des Abgasmassenanteils rR betätigen.
  • Die Sollwerte des Abgasmassenanteils rR können für eine Vielzahl von stationären oder quasi stationären Betriebszuständen des Kolbenmotors 1 beispielsweise in entsprechenden Kennfeldern abgelegt sein. Beim Übergang zwischen zwei stationären oder quasi stationären Betriebszuständen kann die Motorsteuerung 12 zum Ausgleich des dynamischen Verhaltens des Abgasmassenanteils rR aus den Sollwerten des Abgasmassenanteils rR, die den beiden Betriebszuständen zugeordnet sind, einen Übergangspfad ermitteln, der wenigstens einen zwischen den beiden Sollwerten liegenden Zwischensollwert aufweist. Die Motorsteuerung 12 betätigt die Ventilstelleinrichtung 10 dann so, daß die Istwerte des Abgasmassenanteils rR diesem Übergangspfad folgen, in dem die Istwerte von dem einen Sollwert über den wenigstens einen Zwischensollwert zum anderen Sollwert geführt werden.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Motorsteuerung 12 durch eine geeignete Betätigung der Ventilstelleinrichtung 10 eine interne Abgasrückführung erzeugen, die so groß ist, daß auf eine externe Abgasrückführung verzichtet werden kann. Das bedeutet, daß ohne bauliche Maßnahmen durch die Implementierung geeigneter Programmcodes in die Motorsteuerung 12 eine hinreichende Abgasrückführung realisierbar ist.
  • Bei einem Fett-Betrieb des Motors 1 repräsentiert der mit dem Abgasmassenanteil rR korrelierende Signalwert SRGA einen in Analogie zu der Gleichung:


    berechneten Wert, wobei
    rR = Abgasmassenanteil oder Restgasanteil
    φz = Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis im Abgas
    φf = Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis im Frischgas
    Δ = stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis.
  • Bei einem Mager-Betrieb des Motors 1 repräsentiert der mit dem Abgasmassenanteil rR korrelierende Signalwert SRCA einen in Analogie zu der Gleichung:


    berechneten Wert, wobei
    rR = Abgasmassenanteil oder Restgasanteil
    φz = Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis im Abgas
    φf = Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis im Frischgas
    Δ = Stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Massenverhältnis.

Claims (15)

1. Verfahren zum Betreiben eines Kolbenmotors (1), dessen Zylindern (2) jeweils mindestens ein Einlaßventil (5) und mindestens ein Auslaßventil (7) zugeordnet sind und der mit einer variable Öffnungs- und Schließzeiten für die Ventile (5, 7) ermöglichenden Ventilstelleinrichtung (10) ausgestattet ist,
bei dem eine Motorsteuerung (12) des Kolbenmotors (1) einen aktuellen Istwert eines Abgasmassenanteils (rR) ermittelt, der zusammen mit einem Frischgasmassenanteil nach der Frischgaszufuhr und vor der Verbrennung den Inhalt der Zylinder (2) bildet,
bei dem die Motorsteuerung (12) die Ventilstelleinrichtung (10) zum Einstellen eines Sollwerts des Abgasmassenanteils (rR) betätigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) für jeden Zylinder (2) individuell den zugehörigen Istwert des Abgasmassenanteils (rR) ermittelt und die Ventilstelleinrichtung (10) für jeden Zylinder (2) individuell zum Einstellen des Sollwerts des Abgasmassenanteils (rR) betätigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß stationären oder quasi stationären Betriebszuständen des Kolbenmotors (1) jeweils ein Sollwert des Abgasmassenanteils (rR) zugeordnet ist, wobei die Motorsteuerung (12) beim Übergang zwischen zwei stationären oder quasi stationären Betriebszuständen aus den beiden diesen Betriebszuständen zugeordneten Sollwerten des Abgasmassenanteils (rR) einen Übergangspfad mit wenigstens einem zwischen den beiden Sollwerten liegenden Zwischensollwert ermittelt und die Ventilstelleinrichtung (10) so betätigt, daß die Istwerte des Abgasmassenanteils (rR) diesem Übergangspfad folgen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) die Ventilstelleinrichtung (10) so betätigt, daß eine Abgasrückführung ausschließlich durch eine interne Abgasrückführung erreicht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) die Ventilstelleinrichtung (10) im Sinne einer Steuerung und/oder im Sinne einer Regelung betätigt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) zusätzlich einen Zündzeitpunkt und/oder eine Einspritzdauer und/oder einen Einspritzzeitpunkt und/oder eine Anzahl von Einspritzvorgängen zum Einstellen des Sollwerts des Abgasmassenanteils (rR) variiert.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) den aktuellen Istwert des Abgasmassenanteils (rR) aus einem aktuellen Kraftstoff/Luftmassenverhältnis (φf) eines den Zylindern (2) zugeführten Frischgases und aus einem aktuellen Kraftstoff/Luftmassenverhältnis (φz) eines nach der Verbrennung aus den Zylindern (2) abgeführten Abgases ermittelt.
8. Kolbenmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
mit mehreren Zylindern (2), denen jeweils mindestens ein Einlaßventil (5) und mindestens ein Auslaßventil (7) zugeordnet ist,
mit einer Motorsteuerung (12), die so ausgebildet ist, daß sie einen aktuellen Istwert eines Abgasmassenanteils (rR) ermittelt, der zusammen mit einem Frischgasmassenanteil nach der Frischgaszufuhr und vor der Verbrennung den Inhalt der Zylinder (2) bildet,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Ventilstelleinrichtung (10) vorgesehen ist, die variable Öffnungs- und Schließzeiten für die Ventile (5, 7) ermöglicht,
dass die Motorsteuerung (12) so ausgebildet ist, daß sie die Ventilstelleinrichtung (10) zum Einstellen eines Sollwerts des Abgasmassenanteils (rR) betätigt.
9. Kolbenmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Zylinder (2) eine Sonde (18) zum Sensieren des aktuellen Kraftstoff/Luftmassenverhältnisses des aus diesem Zylinder (2) abgeführten Abgases zugeordnet ist, wobei die Motorsteuerung (12) so ausgebildet ist, daß sie für jeden Zylinder (2) individuell den zugehörigen Istwert des Abgasmassenanteils (rR) ermittelt und die Ventilstelleinrichtung (10) für jeden Zylinder (2) individuell zum Einstellen des Sollwerts des Abgasmassenanteils (rR) betätigt.
10. Kolbenmotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) einen Zugriff auf Kennfelder hat, in denen stationären oder quasi stationären Betriebszuständen des Kolbenmotors (10) jeweils ein Sollwert des Abgasmassenanteils (rR) zugeordnet ist, wobei die Motorsteuerung (12) so ausgebildet ist, daß sie beim Übergang zwischen zwei stationären oder quasi stationären Betriebszuständen aus den beiden diesen Betriebszuständen zugeordneten Sollwerten des Abgasmassenanteils (rR) einen Übergangspfad mit wenigstens einem zwischen den beiden Sollwerten liegenden Zwischensollwert ermittelt und die Ventilstelleinrichtung (10) so betätigt, daß die Istwerte des Abgasmassenanteils (rR) diesen Übergangspfad folgen.
11. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenmotor (1) zumindest in bestimmten Betriebszuständen mit einer Abgasrückführung arbeitet, wobei die Motorsteuerung (12) so ausgebildet ist, daß sie die Ventilstelleinrichtung (10) so betätigt, daß eine Abgasrückführung ausschließlich durch eine interne Abgasrückführung erreicht wird.
12. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) so ausgebildet ist, daß sie die Ventilstelleinrichtung (10) im Sinne einer Steuerung und/oder im Sinne einer Regelung betätigt.
13. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstelleinrichtung (10) durch ein elektromagnetisch arbeitendes Ventilstell-System (10) gebildet ist.
14. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung so ausgebildet ist, daß sie zum Einstellen des Sollwerts des Abgasmassenanteils (rR) zusätzlich einen Zündzeitpunkt und/oder eine Einspritzdauer und/oder einen Einspritzzeitpunkt und/oder eine Anzahl von Einspritzvorgängen variiert.
15. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (12) so ausgebildet ist, daß die Motorsteuerung (1 2) den aktuellen Istwert des Abgasmassenanteils rR aus einem aktuellen Kraftstoff/Luftmassenverhältnis (φf) eines den Zylindern (2) zugeführten Frischgases und aus einem aktuellen Kraftstoff/Luftmassenverhältnis (φz) eines nach der Verbrennung aus den Zylinder (2) abgeführten Abgases ermittelt.
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