DE112006002646B4

DE112006002646B4 - Kraftstoffrefomierungsabschätzung in HCCI-Motoren

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Publication number: DE112006002646B4
Application number: DE112006002646.1T
Authority: DE
Inventors: Jun-Mo Kang; Chen-Fang Chang; Tang-Wei Kuo
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2026-10-04
Also published as: WO2007044331A2; US20070124055A1; US7346446B2; CN101316746A; WO2007044331A8; CN101316746B; DE112006002646T5

Abstract

Verfahren zum Abschätzen einer Kraftstoffreformierung in einem Verbrennungsmotor, der eine Abgasrückkompressionsventilsteuerung und Kraftstoffeinspritzung während der Abgasrückkompression anwendet, das umfasst, dass:
eine erste verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis zumindest eines linearen Sauerstoffsensors, der in dem Abgasstrom angeordnet ist, berechnet wird;
eine zweite verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von Luft modelliert wird, die tatsächlich bei den Kraftstoffverbrennungs- und Reformierungsprozessen im Zylinder verbraucht wird;
eine dritte verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von Luft modelliert wird, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktionen von reformiertem Kraftstoff im Zylinder abzuschließen; und
reformierter Kraftstoff auf der Basis der ersten, zweiten und dritten verbrannten Gasfraktion im Auslassgas berechnet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Motoren mit homogener Kompressionszündung. Genauer betrifft die Erfindung eine Voreinspritzungs-Kraftstoffreformierung in Motoren mit homogener Kompressionszündung (HCCI-Motoren).
Eine selbst gezündete Verbrennung in einem HCCI-Motor hängt stark von der Temperatur, der Zusammensetzung und dem Druck der Zylinderladung beim Schließen des Einlassventils ab. Um eine robuste selbst gezündete Verbrennung zu erreichen, müssen die Eingänge in den Motor, wie etwa die Kraftstoffmenge, die Kraftstoffeinspritzzeit und die Einlass/Auslassventilzeiten, sorgfältig koordiniert werden, um sicherzustellen, dass die Zustände der Zylinderladung in gewünschten Bereichen liegen.
Der Betrieb eines HCCI-Motors unter Verwendung einer Abgasrückkompressionsstrategie zur Steuerung der Zylinderladungstemperatur umfasst, dass das heiße Abgas von dem vorhergehenden Motorzyklus durch Schließen des Auslassventils früh während des Ausstoßtaktes und Öffnens des Einlassventils zu einer späten Zeit symmetrisch zu der Schließzeit des Auslassventils eingefangen wird. Die Zylinderladungszusammensetzung und -temperatur werden davon abhängen, wie früh das Auslassventil vor dem oberen Totpunkt schließt. Wenn das Auslassventil früher schließt, wird eine größere Menge heißen Abgases von dem vorhergehenden Motorzyklus in dem Zylinder eingefangen, was weniger Zylindervolumen für die Frischluftmasse belässt, wodurch die Zylindertemperatur erhöht und die Zylindersauerstoffkonzentration verringert wird. Bei der Abgasrückkompressionsstrategie zeichnet sich die Beziehung zwischen der Schließzeit des Auslassventils und der Öffnungszeit des Einlassventils durch eine „negative“ Ventilüberschneidung aus (im Gegensatz zu einer typischen positiven Ventilüberschneidung in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor). Die negative Ventilüberschneidung (NVO von negative valve overlap) ist als Kurbelwinkeldauer zwischen dem Schließen des Auslassventils und dem Öffnen des Einlassventils definiert.
Zusätzlich zu der Ventilstrategie muss eine geeignete Kraftstoffeinspritzstrategie verwendet werden, um eine selbst gezündete Verbrennung für einen weiten Bereich von Motorlasten zu erreichen. Beispielsweise kann es sein, dass die Zylinderladung bei einer niedrigen Motorlast (beispielsweise eine Kraftstoffbeaufschlagungsrate < 7 mg/Zyklus bei 1000 U/min) nicht heiß genug für eine stabile selbst gezündete Verbrennung ist, obwohl der höchste praktikable Wert einer NVO verwendet wird, was zu einer teilweisen Verbrennung oder zu Fehlzündung führt. Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Ladungstemperatur ist, während der Rückkompression im Voraus eine kleine Kraftstoffmenge in der Nähe des Einlass-OT (oberen Totpunkts) einzuspritzen. Ein Teil des voreingespritzten Kraftstoffs wird aufgrund des hohen Drucks und der hohen Temperatur während der Rückkompression reformiert, und die aus der Kraftstoffreformierung freigegebene Wärmeenergie wird helfen, die Zylinderladungstemperatur genug für eine erfolgreiche selbst gezündete Verbrennung im Anschluss an das Hauptkraftstoffeinspritzereignis zu erhöhen. Die Menge an voreingespritztem Kraftstoff, die während der Rückkompression reformiert, hängt von vielen Variablen, wie etwa der eingespritzten Masse, der Einspritzzeit und der Temperatur und dem Druck des eingefangenen Abgases, ab.
Es ist erwünscht, die Menge an Kraftstoffreformierung genau abzuschätzen und zu steuern, da eine übermäßige Kraftstoffreformierung die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringert, während ein Mangel an Kraftstoffreformierung zu Verbrennungsinstabilität führen kann.
Es verbleibt jedoch eine signifikante Herausforderung, die Menge an Kraftstoff, die während der Rückkompression reformiert, abzuschätzen, da die Kraftstoffreformierung von vielen Variablen, wie etwa der eingespritzten Masse, der Einspritzzeit und der Temperatur und dem Druck des eingefangenen Abgases, abhängt. Obwohl in einem HCCI-Motor ein Zylinderdrucksensor dazu verwendet werden kann, die Verbrennungsphasenlage zu messen und diese qualitativ mit der Menge an Kraftstoffreformierung in Beziehung zu bringen, ist es sehr schwierig, die Wirkung der Kraftstoffreformierung auf die Verbrennungsphasenlage von anderen Motorvariablen zu trennen. Darüber hinaus sind Druckmesstechniken im Inneren eines Zylinders teuer.
DE 103 17 120 A1 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln eines Restgasgehaltes in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors mit interner Abgasrückführung.
DE 103 35 399 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung der externen Abgasrückführung eines Verbrennungsmotors, bei welchem eine für den Sauerstoffanteil in der aus dem Verbrennungsmotor strömenden Luft charakteristische Größe geschätzt wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine robuste und kostengünstige Technik zur Verfügung zu stellen, um die Menge an Kraftstoffreformierung in einem HCCI-Motor, der Abgasrückkompression und Kraftstoffeinspritzung während der Abgasrückkompression anwendet, zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 7 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Beobachter vorgesehen, um die Menge an Kraftstoffreformierung in einem HCCI-Motor mit einer Abgasrückkompressionsstrategie unter Verwendung der Messung von einem Universalabgassauerstoffsensor (UEGO-Sensor von Universal Exhaust Gas Oxygen sensor) (auch bekannt als Weitbereichs-O2-Sensor, Weitbereichs-L/K-Sensor, linearer O2-Sensor usw.) abzuschätzen. Die abgeschätzte Größe an Kraftstoffreformierung kann dann in die Steuerung der selbst gezündeten Verbrennung in einem HCCI-Motor eingearbeitet werden.
Ein Verbrennungsmotor oder eine Brennkraftmaschine wendet eine Abgasrückkompression und Kraftstoffeinspritzung während der Rückkompression als Teil einer Gesamt-HCCI-Steuerung an. Ein Verfahren zum Abschätzen einer Kraftstoffreformierung innerhalb des Zylinders in einem derartigen Motor umfasst, dass eine erste verbrannte Fraktion im Einlassgas und eine erste verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von erfassten Einlass- und Auslassgasbestandteilen in dem Motorabgasstrom berechnet werden. Eine zweite verbrannte Fraktion im Einlassgas und eine zweite verbrannte Gasfraktion im Auslassgas werden auf der Basis von Luft modelliert, die tatsächlich bei den Kraftstoffverbrennungs- und Reformierungsprozessen im Zylinder verbraucht wird. Eine dritte verbrannten Fraktion im Einlassgas und eine dritte verbrannten Fraktion im Auslassgas werden auf der Basis von Luft modelliert, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktionen von reformiertem Kraftstoff im Zylinder abzuschließen. Anschließend wird reformierter Kraftstoff auf der Basis der ersten, zweiten und dritten verbrannten Gasfraktionen im Einlass- und Auslassgas berechnet.
Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden Fachleuten beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen deutlich werden.
Die Erfindung kann physikalische Formen in bestimmten Teilen und einer bestimmten Anordnung von Teilen annehmen, wobei deren bevorzugte Ausführungsform im Detail beschrieben und in den begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden, dargestellt ist, und wobei:

1 ein Blockdiagramm eines Gleitmodus-Beobachters gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2A ein Graph von gesteuerten Stufenänderungen der Einspritzendzeit (EOI von end of injection timing) eines Kraftstoffbeaufschlagungsereignisses gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2B - 2E Graphen der Gleitmodus-Beobachterergebnisse mit EOI-Stufenänderungen, wie sie in 2A dargestellt sind, gemäß der vorliegenden Erfindung sind; und
3 ein Flussdiagramm ist, das den Gleitmodusbeobachter von 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Nun unter Bezugnahme auf 1 gibt Bezugszeichen 10 allgemein ein Blockdiagramm an, das einen Motor 12, der in der Lage ist, mit homogener Kompressionszündung (HCCI) zu arbeiten, und ein Verbrennungssteuersystem zeigt.
Der Motor 12 kann verschiedene nicht gezeigte Merkmale, Einrichtungen, Aktoren und Sensoren umfassen, die leistungserzeugende Brennkammern (die in Zylindern mit hin- und hergehenden Kolben vorliegen können), die mit einem Einlassluftsystem und einem Auslasssystem verbunden sind, UEGO-Sensoren, Einlass- und Auslassventile mit irgendeiner Form von variabler Ventilzeit, die dazu dienen, den Fluideinlass in und die Abgasströmung aus den Brennkammern zu steuern, ein externes Abgasrückführsystem, das ein AGR-Ventil umfasst, das zwischen die Einlass- und Auslasssysteme geschaltet ist, und Kraftstoffeinspritz- und Funkenzündsysteme zum Zuführen von Kraftstoff zu und zum Zünden oder Unterstützen einer Zündung von brennbaren Mischungen in den Brennkammern umfassen.
Die Maschine 12 wird bevorzugt von einem elektronischen Controller überwacht und gesteuert (der nicht separat dargestellt ist), der von einer Maschine ausführbaren Code enthält, der betreibbar ist, um einen oder mehrere Betriebsparameter zu erfassen und Aktoren zu steuern, um einen richtigen Betrieb des Motors in Ansprechen auf Bedienereingaben und vorbestimmte Kalibrierwerte und Steuereinrichtungen zu bewirken. Der Controller ist bevorzugt ein elektronisches Steuermodul, das aus einer zentralen Verarbeitungseinheit besteht, die signaltechnisch elektrisch mit flüchtigen und nichtflüchtigen Speichereinrichtungen über Datenbusse verbunden ist. Die Speichereinrichtungen umfassen bevorzugt RAM-Einrichtungen, ROM-Einrichtungen und Datenpuffer. Der Controller umfasst einen Analog/Digital-Wandler zum Beschaffen von Signaldaten und mehrere Ausgangstreiber zum Steuern einer entsprechenden Anzahl von Ausgabeeinrichtungen, die jeweils betreibbar sind, um einen Aspekt des Motorbetriebs zu steuern. Der Controller ist an Erfassungseinrichtungen und Ausgabeeinrichtungen über Kabelstränge angebracht, um den Motorbetrieb zu überwachen und zu steuern. Typische Ausgabeeinrichtungen umfassen Teilsysteme, die für eine richtige Steuerung und für einen richtigen Betrieb des Motors notwendig sind, die beispielsweise das vorstehend erwähnte Lufteinlasssystem und Auslasssystem, das variable Ventilzeitsystem für den Einlass und Auslass, ein externes Abgasrückführsystem, ein Kraftstoffeinspritzsystem und ein Funkenzündsystem umfassen. Steueralgorithmen können während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt werden, so dass jeder Steueralgorithmus zumindest einmal in jedem Schleifenzyklus ausgeführt wird. Schleifenzyklen werden typischerweise alle 3, 6, 15, 25 und 100 Millisekunden während des Motorbetriebs ausgeführt. Andere Algorithmen können in Ansprechen auf irgendeine Form von Unterbrechungssignal, das dem Controller von einem der externen Sensoren gesendet wird, ausgeführt werden. Die Verwendung von elektronischen Controllern, die verschiedene Steueralgorithmen und Kalibrierwerte aufweisen, zur Steuerung des Betriebes des Verbrennungsmotors ist dem Fachmann allgemein bekannt.
Die Maschine 12 ist konstruiert, um mit Benzin- oder ähnlichen Mischungen über Kraftstoffeinspritzung, ungedrosselt mit einer HCCI-Verbrennung über einen ausgedehnten Bereich von Motordrehzahlen und -lasten zu arbeiten, was einen Motorstart umfassen kann, wenn es möglich ist. Jedoch können eine Funkenzündung und ein drosselklappengesteuerter Betrieb mit herkömmlichen oder abgewandelten Steuerverfahren unter Bedingungen, die nicht für einen HCCI-Betrieb geeignet sind, und um eine maximale Motorleistung zu erhalten, benutzt werden. Es wird eine direkte Zylindereinspritzung verwendet. Weitläufig verfügbare Qualitäten von Benzin und leichten Ethanolmischungen davon sind bevorzugte Kraftstoffe, jedoch können bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung alternative flüssige und gasförmige Kraftstoffe, wie höhere Ethanolmischungen (z.B. E80, E85), reines Ethanol (E99), reines Methanol (M100), Erdgas, Wasserstoff, Biogas, verschiedene Reformate, Syngase usw. ebenfalls verwendet werden.
Der Controller erzeugt geeignete Eingänge in den Motor, wie etwa eine Zündzeit, zu der eine Funkenunterstützung erforderlich ist, Kraftstoffmasse, Einspritzzeit, Drosselklappenstellung, AGR-Ventilstellung und negative Ventilüberschneidung. Der Controller ist angepasst, um Eingangssignale von einer Bedienersteuereinrichtung (z.B. eine Gaspedalstellung), die die gewünschte Motorausgangsleistung angeben, und von Sensoren, die die Motordrehzahl (RPM oder U/min), die Einlasslufttemperatur, die Kühlmitteltemperatur und die Umgebungsbedingungen angeben, zu empfangen. Der Controller funktioniert, um aus Nachschlagetabellen die momentanen Einstellungen für die Zündzeit, falls diese benötigt werden, einen AGR-Ventilsollpunkt, eine Ventilzeit und eine Kraftstoffeinspritzzeit zu ermitteln, und berechnet die verbrannten Gasfraktionen in den Einlass- und Auslasssystemen, wie es bei Block 14 gezeigt ist. Block 14 empfängt einen Eingang von UEGO-Sensoren, die in den Einlass- und Auslasskrümmern angeordnet sind, und berechnet aus der gemessenen Einlasssauerstoffkonzentration und dem Auslass-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K-Verhältnis) die verbrannten Gasfraktionen im Auslass und Einlass 15. Die Steuerung ist auf der Basis ausgiebiger Kalibrierungen konstruiert, um unter stationären Betriebsbedingungen eine erfolgreiche HCCI-Verbrennung sicherzustellen. Verbrannte Gasfraktionen von Block 14 können auch in einem Regelungsblock (der nicht separat dargestellt ist) für robustere Ergebnisse benutzt werden, da die Verbrennungsphasenlage an Störungen und/oder Umgebungsänderungen leiden kann. Störungen umfassen beispielsweise signifikante oder schnelle Änderungen der Motordrehzahl und -last, die notwendige Ereignisse im Fahrzeugmotorbetrieb sind.
Der Ausgang des UEGO-Sensors, der Pumpstrom I_p, kann wie folgt als eine Summe von Stromkomponenten ausgedrückt werden: $I_{p} = I_{p}^{l e a n} + I_{p}^{r i c h}$
wobei I_p ^lean ein positiver Strom proportional zu dem Partialdruck von Sauerstoff in dem Abgas ist, I_p ^rich ein negativer Strom proportional zu den Partialdrücken der brennbaren Gase, z.B. Wasserstoff und Kohlenmonoxid, ist. Unter einer normalen Verbrennung ohne Kraftstoffreformierung kann I_p ^rich unter einer mageren Verbrennungsbedingung ignoriert werden, da die Konzentrationen von Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid in dem Abgas unbedeutend sind und I_p ^rich ist als ein Ergebnis annähernd gleich Null. Andererseits ist der Pumpstrom I_p unter einer fetten Verbrennungsbedingung annähernd gleich I_p ^rich, da die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas vernachlässigbar ist, was dazu führt, dass I_p ^lean annähernd gleich Null ist. Auch kann man gleichermaßen daran denken, dass I_p ^lean und I_p ^rich jeweils proportional zu der Sauerstoffmenge in dem Abgas bzw. zu der Sauerstoffmenge sind, die für eine vollständige Verbrennungsreaktion von brennbaren Gasen in dem Abgas jeweils erforderlich sind, wie es in der folgenden Beziehung gezeigt ist. $\begin{matrix} C O + \frac{1}{2} O_{2} = C O_{2} \\ H_{2} + \frac{1}{2} O_{2} = H_{2} O \end{matrix}$
Somit entspricht der Pumpstrom bei einer normalen Verbrennung dem L/K-Verhältnis in dem Abgas, d.h. I_p = I_p ^lean > 0, I_p ^rich = 0 unter einer mageren Verbrennungsbedingung, und I_p = I_p ^rich < 0, I_p ^lean = 0 unter einer fetten Verbrennungsbedingung. Jedoch sind die Empfindlichkeiten von I_p ^lean gegenüber der Sauerstoffkonzentration und I_p ^rich gegenüber verbrennbaren Gasen nicht dieselben. Tatsächlich wird beobachtet, dass die Empfindlichkeit von I_p ^lean um das stöchiometrische L/K-Verhältnis etwa vierfach kleiner ist als die von I_p ^rich herum. Dies ist der Fall, weil die Diffusionsraten von Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Sauerstoff innerhalb des Sensors unterschiedlich sind. Beispielsweise hat Kohlenmonoxid eine sehr ähnliche Masse wie Sauerstoff, und so diffundieren Moleküle gleichermaßen schnell durch die poröse Schicht des Sensors, wohingegen Wasserstoff eine viel höhere Diffusionsrate im Vergleich mit Sauerstoff aufweist. Wenn nicht vernachlässigbare brennbare Gase, wie Kohlenmonoxid und Wasserstoff, unter einer mageren Verbrennungsbedingung existieren, kann I_p ^rich nicht länger ignoriert werden, und es ist ein Überschuss an Sauerstoff (mehr als der Sauerstoff, der die Verbrennungsreaktion der brennbaren Gase aufgrund einer höheren Diffusionsrate von Wasserstoff abschließt) erforderlich, um den negativen Strom I_p ^rich aufgrund der Kohlenmonoxid- und Wasserstoffkonzentrationen in der porösen Schicht zu kompensieren, was zu einem niedrigeren Pumpstrom I_p führt, als es ohne die brennbaren Gase der Fall wäre. Das Ergebnis ist, dass die L/K-Verhältnisauslesung von dem Sensor niedriger ist als das wahre L/K-Verhältnis in dem Abgas.
Daher beruht die vorliegende Konstruktion des Kraftstoffreformierungs-Beobachters in einem HCCI-Motor auf den folgenden Erwägungen einer autothermen Kraftstoffreformierung und eines UEGO-Sensorbetriebes. Zunächst erzeugt eine autotherme Kraftstoffreformierung (Benzinreformierung) eine signifikante Menge Wasserstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen, obwohl einige der Wasserstoffmoleküle später dazu verwendet werden, in einem HCCI-Motor Kohlendioxid in Kohlenmonoxid aufgrund der hohen Temperatur zu deoxidieren, die aus der Hauptverbrennung im Anschluss an die Kraftstoffreformierung erzeugt wird. Eine derartige autotherme Kraftstoffreformierung kann durch die folgende Beziehung dargestellt werden. $C_{n} H_{m} + x O_{2} + (2 n - 2 x) H_{2} O \leftrightarrow n C O_{2} + (2 n - 2 x + \frac{m}{2}) H_{2}$
Der positive Pumpstrom I_p ^lean ist proportional zu der Sauerstoffmenge, die in dem Abgas vorhanden ist, während der negative Pumpstrom I_p ^rich proportional zu der Sauerstoffmenge ist, die für die vollständige Verbrennungsreaktion von brennbaren Gasen in dem Abgas erforderlich ist. Der Pumpstrom I_p, der Ausgang des UEGO-Sensors, ist die Summe dieser beiden Pumpströme.
Die Empfindlichkeit von I_p ^rich ist etwa vierfach höher als die von I_p ^lean. Wenn somit brennbare Gase, wie Kohlenmonoxid und Wasserstoff, in einem mageren Abgas vorhanden sind, ist ein Überschuss des positiven Pumpstroms I_p ^lean erforderlich, um den negativen Pumpstrom I_p ^rich zu kompensieren, was zu einem niedrigeren Pumpstrom I_p resultiert, als es ohne brennbare Gase der Fall wäre. Infolgedessen ist die L/K-Verhältnisauslesung von dem Sensor niedriger als das wahre L/K-Verhältnis in dem Abgas.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ein Kraftstoffreformierungs-Beobachter 16 Modelle 18, 20 einer verbrannten Gasfraktion im Einlass und Auslass, um die tatsächliche Luftmenge (und somit Sauerstoffmenge), die bei der Verbrennung und Reformierung verwendet wird, und die Luftmenge zu verfolgen, die erforderlich wäre, um die Verbrennungsreaktion der brennbaren Gase, die von der Kraftstoffreformierung in dem rückkomprimierten Abgas erzeugt werden, abzuschließen. Mathematische Modelle 18, 20 beschreiben die Dynamik von verbrannten Gasfraktionen und werden auf der Basis von Eingängen 27 aktualisiert und auf der Basis des Fehlers 24 zwischen Ausgängen (verbrannten Gasfraktionen im Einlass und Auslass) von den Modellen und jenen, die aus den Messungen berechnet werden, korrigiert. Eine gewichtete Summe 22 dieser modellierten Luftgrößen entspricht dem Pumpstrom I_P und dadurch der L/K-Verhältnisauslesung von einem UEGO-Sensor. Die verbrannten Gasfraktionen 15, die aus der Einlasssauerstoffkonzentration und den Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnismessungen von UEGO-Sensoren, die in Einlass- und Auslasskrümmern angeordnet sind, berechnet werden, werden dazu verwendet, den Modellierfehler zu korrigieren und die Abschätzungsgenauigkeit weiter zu verbessern. Ein Empfindlichkeitsfaktor Ψ eines UEGO-Sensors ist abstimmbar und erforderlich, um die unterschiedliche Empfindlichkeit von I_p ^lean und I_p ^rich zu berücksichtigen. Die Signumfunktion ergibt ein Vorzeichen des Fehlersignals (+1 oder -1) und eine hohe Beobachter-Verstärkung wird dazu verwendet, die Modellausgänge zu den gemessenen Ausgängen hin zu steuern.
Ein typisches Modell der verbrannten Gasfraktion ist nicht direkt auf einen Motor mit Kraftstoffreformierung anwendbar, da das Modell unter normalen Verbrennungsbedingungen entwickelt wird. Somit sind bei der vorliegenden Erfindung Modelle der verbrannten Gasfraktion zur Anwendung auf einen Motor mit Kraftstoffreformierung entwickelt worden. Mit Kraftstoffreformierung umfasst der Ausdruck „verbranntes Gas“ nicht nur die Luft, die tatsächlich bei der Hauptverbrennung „verbrannt“ wird, sondern auch die Luft, die durch den Kraftstoffreformierungsprozess verbraucht wird, was in Beziehung (3) oben gezeigt ist. Daher entspricht die verbrannte Gasfraktion, die aus dem typischen Modell der verbrannten Gasfraktion berechnet wird, nicht der „wahren“ verbrannte Gasfraktion bei Kraftstoffreformierung. Um die Dynamik des L/K-Verhältnisses von einem UEGO-Sensor einzufangen, verfolgen die Modelle der verbrannten Gasfraktion der vorliegenden Erfindung die brennbaren Gase von der Kraftstoffreformierung, oder äquivalent die Luftmenge, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktion der brennbaren Gase abzuschließen, sowie die tatsächliche Luftmenge, die durch die Verbrennung verbrennt. Auf der Basis der Modelle der vorliegenden Erfindung ist ein Beobachter, z.B. ein Gleitmodus-Beobachter basierend auf dem Modell der verbrannten Gasfraktion und der gemessenen verbrannten Gasfraktion von dem UEGO-Sensor entworfen worden. Es wird angenommen, dass der Luftmassenstrom und die Gesamtmenge an in den Zylinder eingespritztem Kraftstoff bekannt sind, wie etwa aus gemessenen und berechneten Steuergrößen. Auch in dem Fall, dass der Motor mit einer externen AGR arbeitet, wird angenommen, dass die verbrannte Gasfraktion im Einlass durch einen im Einlasskrümmer angeordneten UEGO-Sensor ermittelt werden kann, wie es beschrieben ist. Darüber hinaus können die abgeschätzte Menge an reformiertem Kraftstoff und die AGR-Strömung dazu verwendet werden, die wahren verbrannten Gasfraktionen im Einlass und Auslass von dem Beobachter in Echtzeit abzuschätzen. Sobald die Menge an reformiertem Kraftstoff und die AGR-Strömung von dem Beobachter erfolgreich abgeschätzt worden sind, können die wahren verbrannten Gasfraktionen ebenfalls von dem Beobachter abgeschätzt werden.
Das dynamische Modell von verbrannten Gasfraktionen in den Einlass- und Auslasskrümmern mit Kraftstoffreformierung kann in den folgenden Beziehungen (4) auf der Basis einer Annahme ausgedrückt werden, dass der Motor unter ungedrosselten Bedingungen arbeitet, d.h. die Massenströmung in den Zylinder ist zu jedem beliebigen Zeitpunkt im Wesentlichen gleich der Summe aus der Luftmassenströmung und der AGR-Strömung. $\begin{array}{l} {\dot{f}}_{int} = \frac{(f_{e x h} - f_{int}) W_{E G R} - f_{int} M A F}{m_{int}} \\ {\dot{f}}_{e x h} = \frac{(f_{int} - f_{e x h}) (W_{E G R} + M A F) - f_{e x h} W_{f} + (1 + λ_{s}) (W_{f} - W_{r e f}) + (1 + λ_{r e f}) W_{r e f}}{m_{e x h}} \end{array}$
In der obigen Beziehung (4): f_int und f_exh sind jeweils verbrannte Gasfraktionen im Einlasskrümmer und Auslasskrümmer; MAF, W_EGR und W_f stellen jeweils den Luftmassenstrom durch den Drosselkörper, die AGR-Strömung und die Kraftstoffmassenströmung in den Zylinder dar; und m_int und m_exh sind jeweils die Masse im Einlasskrümmer und Auslasskrümmer. Wref ist eine Anteil einer Kraftstoffmassenströmung in den Zylinder W_f, die während der Rückkompression reformiert. λ_s ist das stöchiometrische L/K-Verhältnis (ungefähr 14,7 für Benzin) und λ_ref ist das Verhältnis von Massen von Luft und Kraftstoff, das erforderlich ist, um den Kraftstoffreformierungsprozess abzuschließen. Wenn beispielsweise der Kraftstoff Benzin (C₈H₁₈) ist und nur Sauerstoff bei dem Reformierungsprozess teilnimmt, wäre theoretisch λ_ref ungefähr 9,6.
Um die Luftmenge zu verfolgen, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktion des brennbaren Gases von der Reformierung abzuschließen, wird zusätzlich eine Massenfraktionsdynamik in den Einlass- und Auslasskrümmern, im Wesentlichen wie es in Beziehung (5) unten dargelegt ist, berücksichtigt. $\begin{array}{l} {\dot{ζ}}_{int} = \frac{(ζ_{e x h} - ζ_{int}) W_{E G R} - ζ_{int} M A F}{m_{int}} \\ {\dot{ζ}}_{e x h} = \frac{(ζ_{int} - ζ_{e x h}) (W_{E G R} + M A F) - ζ_{e x h} W_{f} + (λ_{s} - λ_{r e f}) W_{r e f}}{m_{e x h}} \end{array}$
wobei ζ_int und ζ_exh jeweils die Massenfraktion im Einlasskrümmer und Auslasskrümmer entsprechend der Luftmenge sind, die die Verbrennungsreaktion des brennbaren Gases von der Kraftstoffreformierung abschließen würde.
Die verbrannte Gasfraktion im Auslass, die aus der L/K-Verhältnisauslesung von einem UEGO-Sensor berechnet wird, ist ungefähr wie in der folgenden Beziehung (6) dargelegt. $χ_{e x h} = \frac{1 + λ_{s}}{1 + λ_{U E G O}} \approx f_{e x h} + φ \times ζ_{e x h}$
wobei χ_exh die verbrannte Gasfraktion im Auslass ist, die aus dem gemessenen L/K-Verhältnis berechnet wird, λ_UEGO das L/K-Verhältnis ist, das von einem UEGO-Sensor gemessen wird, φ eine Konstante ist, um unterschiedliche Empfindlichkeiten eines UEGO-Sensors gegenüber der tatsächlichen Luftmenge und der Luftmenge, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktion des brennbaren Gases abzuschließen, zu berücksichtigen. Bei dem vorliegenden Beispiel ist φ auf der Basis einer einfachen linearen Annäherung an die Sensorcharakteristik und die hierin zuvor dargelegten Diskussionen auf 4 festgelegt.
Der Gleitmodus-Beobachter ist auf der Basis des Modells der verbrannten Gasfraktion, wie es oben ausgeführt wurde, konstruiert. Es wird angenommen, dass der Luftmassenstrom (MAF) gemessen wird und eine Gesamtmenge von in den Zylinder eingespritztem Kraftstoff (W_f) bekannt ist. Auch in dem Fall, dass der Motor mit einer externen AGR arbeitet, wird angenommen, dass die verbrannte Gasfraktion im Einlass durch einen zusätzlichen linearen Sauerstoffsensor gemessen wird, der im Einlasskrümmer angeordnet ist. In diesem Fall kann die verbrannte Gasfraktion im Einlass aus der gemessenen Einlasssauerstoffkonzentration unter Verwendung des Daltonschen Gesetzes gemessen werden.
Um einen Gleitmodus-Beobachter zu konstruieren, werden die Beziehungen (4) und (5) wie folgt umgeordnet, indem die Koordinaten ausgetauscht werden: $\begin{array}{l} {\dot{χ}}_{int} = \frac{(χ_{e x h} - χ_{int}) W_{E G R} - χ_{int} M A F}{m_{int}} \\ {\dot{χ}}_{e x h} = \frac{(χ_{int} - χ_{e x h}) (W_{E G R} + M A F) - χ_{e x h} W_{f} + (1 + λ_{s}) W_{f} + (φ - 1) (λ_{s} - λ_{r e f}) W_{r e f}}{m_{e x h}} \end{array}$
wobei χ_int (= f_int + φζ_int) und χ_exh (= f_exh + φζ_exh) jeweils die verbrannten Gasfraktionen im Einlass und Auslass sind, die von einem linearen Einlasssauerstoffsensor und einem Auslass-UEGO-Sensor berechnet werden. Der Gleitmodus-Beobachter ist dann wie folgt auf der Basis des Modells basierend auf der der Annahme konstruiert, dass Massen von Einlass- und Auslasskrümmern bekannt sind. $\begin{array}{l} {\dot{\hat{χ}}}_{int} = \frac{- {\hat{χ}}_{int} M A F}{m_{int}} + k_{1} \frac{1}{m_{int}} s g n (χ_{int} - {\hat{χ}}_{int}) \\ {\dot{\hat{χ}}}_{e x h} = \frac{({\hat{χ}}_{int} - {\hat{χ}}_{e x h}) M A F - {\hat{χ}}_{e x h} W_{f} + (1 + λ_{s}) W_{f}}{m_{e x h}} - k_{1} \frac{1}{m_{e x h}} sgn (χ_{int} - {\hat{χ}}_{int}) + k_{2} \frac{1}{m_{e x h}} sgn (χ_{e x h} - {\hat{χ}}_{e x h}) \end{array}$
Die Fehlerdynamik des Beobachters kann in der folgenden Beziehung (9) beschrieben sein: $\begin{matrix} {\dot{e}}_{int} = \frac{- e_{int} M A F}{m_{int}} + \frac{(χ_{e x h} - χ_{int}) W_{E G R}}{m_{int}} - k_{1} \frac{1}{m_{int}} sgn (e_{int}) \\ {\dot{e}}_{e x h} = \frac{(e_{int} - e_{e x h}) M A F - e_{e x h} W_{f}}{m_{e x h}} + \frac{(χ_{int} - χ_{e x h}) W_{E G R}}{m_{e x h}} + \frac{(φ - 1) (λ_{s} - λ_{r e f}) W_{r e f}}{m_{e x h}} \\ + k_{1} \frac{1}{m_{e x h}} sgn (e_{int}) - k_{2} \frac{1}{m_{e x h}} sgn (e_{e x h}) \end{matrix}$
wobei e_int = χ_int - χ̂_int und e_exh = χ_exh - χ̂_exh. Um die Gleitmodusbedingung abzuleiten, wird die folgende Lyapunov-Funktion betrachtet. $V = \frac{1}{2} (e_{int}^{2} + e_{e x h}^{2})$
Durch Differenzieren von V unter Verwendung der Beziehung (9) ist die folgende Beziehung (11) entwickelt: $\begin{matrix} \dot{V} = e_{int} {\dot{e}}_{int} + e_{e x h} {\dot{e}}_{e x h} = - \frac{e_{int}^{2} M A F}{m_{int}} - \frac{e_{e x h}^{2} (M A F + W_{f})}{m_{e x h}} + e_{int} (\frac{(χ_{e x h} - χ_{int}) E_{E G R} - k_{1} sgn (e_{int})}{m_{int}}) \\ + e_{e x h} (\frac{e_{int} M A F + (φ - 1) (λ_{s} - λ_{r e f}) W_{r e f} - k_{2} sgn (e_{e x h}) + d}{m_{e x h}}) \end{matrix}$
wobei $d = (χ_{int} - χ_{e x h}) W_{E G R} + k_{1} sgn (e_{i n t}) .$
Die gleitende Verstärkung k₁ ist gemäß der folgenden Beziehung entworfen, um eine η-Erreichbarkeitsbedingung zu erlangen, d.h. e_intė_int < -η₁ |e_int|, η₁>0: $k_{1} \geq {| (χ_{int} - χ_{e x h}) W_{E G R} |}_{m a x} + η_{1}$
wobei | | max die obere Grenze eines Absolutwerts ist. Mit der gleitenden Verstärkung (12) ist garantiert, dass e_int → 0 mit einer Grenze bei der Zeit t_η1, die durch die Beziehung (18) gegeben ist. $t_{η 1} \leq \frac{e_{int} (0)}{η_{1}}$
Auch wenn e_int = 0, ist der Durchschnittswert von ė_int gleich Null, was die folgende Beziehung ergibt. $k_{1} sgn (e_{int}) = (χ_{e x h} - χ_{int}) W_{E G R}$
Da der d-Term in Beziehung (12) begrenzt ist und verschwindet, wenn durch (15) e_int → 0, kann die gleitende Verstärkung k₂ derart entworfen werden, dass die Beziehung (11) so erlangt wird, dass sie wie folgt negativ definit ist: $k_{2} \geq {| e_{int} M A F + (φ - 1) (λ_{s} - λ_{r e f}) W_{r e f} + d |}_{m a x} + η_{2}$
wobei η₂ > 0. Da die gleitende Verstärkung k₂ ebenfalls die η-Erreichbarkeitsbedingung erlangt, ist garantiert, dass in einer endlichen Zeit e_exh → 0.
Die Bedingungen (13) und (14) garantieren, dass die Gleitfläche V = 0 in einer endlichen Zeit erreicht wird. Auch da e_int, e_exh und der Durchschnittswert von ė_int, ė_exh an der Gleitfläche Null sind, wird die folgende Beziehung erhalten, sobald die Gleitfläche erreicht ist. $k_{2} sgn (e_{e x h}) = (φ - 1) (λ_{s} - λ_{r e f}) W_{r e f}$
Anschließend kann auf der Basis von (17) die Menge an reformiertem Kraftstoff durch Tiefpassfiltern der folgenden Größe abgeschätzt werden. ${\hat{W}}_{r e f} = \frac{k_{2} sgn (e_{e x h})}{(φ - 1) (λ_{s} - λ_{r e f})}$
Ähnlich kann die AGR-Strömung W_EGR durch Tiefpassfiltern der folgenden Größe auf der Basis von (15) und den abgeschätzten verbrannten Gasfraktionen im Einlass und Auslass abgeschätzt werden. ${\hat{W}}_{E G R} = \frac{k_{1} sgn (e_{int})}{({\hat{χ}}_{e x h} - {\hat{χ}}_{int})}$
Als ein Beispiel und mit weiterer Bezugnahme auf die 2A - 2E wurde ein Gleitmodus-Beobachter konstruiert, und die experimentellen Daten, die von einem Einzylinder-HCCI-Motor entnommen wurden, der mit einer konstanten Drehzahl von 1000 U/min arbeitete, wurden dazu verwendet, den Beobachter zu validieren. Um den Gleitmodus-Beobachter anzuwenden, wurden Massen von Einlass- und Auslasskrümmern aus der idealen Gasgleichung auf der Basis der Volumina und der gemessenen Temperaturen und den gemessenen Drücken bei Einlass- und Auslasskrümmern berechnet. In dem nachstehend gezeigten Beispiel wurde die Menge an Kraftstoffeinspritzung aus einer Kalibrierungstabelle als eine Funktion der Kraftstoffpulsweite berechnet. Um mögliche Fehler bei der Kraftstoffeinspritzung zu kompensieren, kann ein zusätzliches adaptives System eingebaut sein, um die Kalibrierungstabelle unter Verwendung der gemessenen Luftmassenströmung und des gemessenen L/K-Verhältnisses während normaler Verbrennungsbedingungen zu korrigieren.
In dem Experiment wurde die Kraftstoffmasse einmal pro Zyklus (d.h. Einzeleinspritzung) um den Einlass-OT herum eingespritzt, und die Kraftstoffeinspritzzeit war der einzige Faktor, der verändert wurde, während alle anderen Eingänge konstant blieben. Die Kraftstoffbeaufschlagungsrate war bei 9 mg/Zyklus fixiert, die negative Ventilüberschneidung war auf 140 Grad ohne externe AGR festgelegt, und das Einspritzende (EOI) variierte von 340 bis 365 Grad nach OT, wie es entlang der Zeitskale der Graphen gezeigt ist. Die 2A - 2E veranschaulichen, dass mit einer frühen Einspritzung (340 Grad nach OT) ein Anteil des eingespritzten Kraftstoffs während der Rückkompression aufgrund des hohen Drucks und der hohen Temperatur reformiert, die eine Spitze um den Einlass-OT besitzen. Die Lage des Spitzendrucks (LPP) rückt aufgrund der von der Kraftstoffreformierung freigegebenen Wärme vor. Der abgeschätzte reformierte Kraftstoff beträgt etwa 0,2 mg/Zyklus bei der Einspritzzeit von 340 Grad nach OT und nimmt auf beinahe Null ab, wenn sich die Einspritzzeit verzögert. Obwohl keine direkte Messung der Kraftstoffmasse, die in der Brennkammer reformiert, verfügbar ist, liegt die abgeschätzte Menge nahe bei der Menge, die aus der Wärmefreigabeanalyse mit Zylinderdruckmessungen berechnet wird. 2D zeigt auch das abgeschätzte „wahre“ L/K-Verhältnis auf der Basis des Modells, das parallel zu dem Gleitmodus-Beobachter lief. Es zeigt, dass bei der Einspritzzeit von 340 Grad nach OT das abgeschätzte „wahre“ L/K-Verhältnis ungefähr 0,5 höher ist als das (unter Verwendung eines UEGO-Sensors) gemessene L/K-Verhältnis. Das abgeschätzte wahre L/K-Verhältnis konvergiert schließlich zu dem gemessenen L/K-Verhältnis, wenn sich die Einspritzzeit weiter verzögert und eine Kraftstoffreformierung nicht länger auftritt.

Claims

Verfahren zum Abschätzen einer Kraftstoffreformierung in einem Verbrennungsmotor, der eine Abgasrückkompressionsventilsteuerung und Kraftstoffeinspritzung während der Abgasrückkompression anwendet, das umfasst, dass: eine erste verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis zumindest eines linearen Sauerstoffsensors, der in dem Abgasstrom angeordnet ist, berechnet wird; eine zweite verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von Luft modelliert wird, die tatsächlich bei den Kraftstoffverbrennungs- und Reformierungsprozessen im Zylinder verbraucht wird; eine dritte verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von Luft modelliert wird, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktionen von reformiertem Kraftstoff im Zylinder abzuschließen; und reformierter Kraftstoff auf der Basis der ersten, zweiten und dritten verbrannten Gasfraktion im Auslassgas berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Modellieren der zweiten und dritten verbrannten Gasfraktion im Auslassgas umfasst, dass die zweite und dritte verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis eines Fehlerfaktors zwischen der berechneten verbrannten Gasfraktion im Auslassgas und einer gewichteten Summe der zweiten und dritten modellierten verbrannten Gasfraktion im Auslassgas korrigiert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die modellierten verbrannten Gasfraktionen im Auslassgas gewichtet werden, um den Empfindlichkeitsunterschied des linearen Sauerstoffsensors in Anwesenheit von brennbaren Gasen zu berücksichtigen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass eine erste verbrannte Gasfraktion im Einlassgas auf der Basis zumindest eines linearen Sauerstoffsensors, der in dem Einlassgasstrom angeordnet ist, berechnet wird; eine zweite verbrannte Gasfraktion im Einlassgas auf der Basis von Luft berechnet wird, die tatsächlich bei den Kraftstoffverbrennungs- und Reformierungsprozessen im Zylinder verbraucht wird; eine dritte verbrannte Gasfraktion im Einlassgas auf der Basis von Luft modelliert wird, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktionen von reformiertem Kraftstoff im Zylinder abzuschließen; und reformierter Kraftstoff auf der Basis der ersten, zweiten und dritten verbrannten Gasfraktion im Auslassgas und der ersten, zweiten und dritten verbrannten Gasfraktion im Einlassgas berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Modellieren der zweiten und dritten verbrannten Gasfraktion im Einlass- und Auslassgas umfasst, dass die zweite und dritte verbrannte Gasfraktion im Einlass- und Auslassgas auf der Basis von Fehlerfaktoren zwischen der berechneten verbrannten Gasfraktion im Einlass- und Auslassgas und gewichteten Summen der zweiten und dritten modellierten verbrannten Gasfraktion im Einlass- und Auslassgas korrigiert werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die modellierten verbrannten Gasfraktionen im Einlass- und Auslassgas gewichtet werden, um einen Empfindlichkeitsunterschied des linearen Sauerstoffsensors bei Anwesenheit brennbarer Gase zu berücksichtigen.
Verfahren zum Abschätzen einer Kraftstoffreformierung in einem Verbrennungsmotor, der eine Abgasrückkompressionsventilsteuerung und Kraftstoffeinspritzung während der Abgasrückkompression anwendet, das umfasst, dass: erste verbrannte Gasfraktionen im Einlass- und Auslassgas auf der Basis zumindest eines linearen Sauerstoffs, der in jedem der Einlass- und Auslassgasströme angeordnet ist, berechnet werden; zweite verbrannte Gasfraktionen für Einlass- und Auslassgase modelliert werden; und reformierter Kraftstoff auf der Basis der ersten und zweiten verbrannten Gasfraktionen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Modellieren zweiter verbrannter Gasfraktionen umfasst, dass: dritte verbrannte Gasfraktionen auf der Basis von Luft modelliert werden, die tatsächlich bei den Kraftstoffverbrennungs- und Reformierungsprozessen im Zylinder verbraucht wird; und vierte verbrannte Gasfraktionen auf der Basis von Luft modelliert werden, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktionen von reformiertem Kraftstoff im Zylinder abzuschließen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Modellieren zweiter verbrannter Gasfraktionen ferner umfasst, dass: die dritte und vierte verbrannte Gasfraktionen gewichtet werden, um einen Unterschied der Sensorempfindlichkeit bei Anwesenheit von brennbaren Gasen zu berücksichtigen; und die gewichteten dritten und vierten verbrannten Gasfraktionen summiert werden.
Verfahren zum Abschätzen einer Kraftstoffreformierung in einem Verbrennungsmotor, der eine Abgasrückkompressionsventilsteuerung und Kraftstoffeinspritzung während der Abgasrückkompression anwendet, das umfasst, dass: eine erste verbrannte Gasfraktion im Einlassgas und eine erste verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von gemessenen Abgasbestandteilen in dem Einlass- bzw. Auslassgasstrom berechnet werden; eine zweite verbrannte Gasfraktion im Einlassgas und eine zweite verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von Luft modelliert werden, die tatsächlich bei den Kraftstoffverbrennungs- und Reformierungsprozessen im Zylinder verbraucht wird; eine dritte verbrannte Gasfraktion im Einlassgas und eine dritte verbrannte Gasfraktion im Auslassgas auf der Basis von Luft modelliert werden, die erforderlich ist, um die Verbrennungsreaktion von reformiertem Kraftstoff im Zylinder abzuschließen; und reformierter Kraftstoff auf der Basis der ersten, zweiten und dritten verbrannten Gasfraktionen im Einlass- und Auslassgas berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass: die gemessenen Abgasbestandteile in den Motoreinlass- und -auslassgasströmen unter Verwendung jeweiliger Universalabgassauerstoffsensoren (UEGO), die in zumindest einem Einlasskrümmer und zumindest einem Auslasskrümmer des Verbrennungsmotors angeordnet sind, bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: ein Fehlerfaktor zwischen den berechneten verbrannten Gasfraktionen und einer gewichteten Summe der modellierten verbrannten Gasfraktionen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die modellierten verbrannten Gasfraktionen gewichtet werden, um einen UEGO-Empfindlichkeitsunterschied bei Anwesenheit brennbarer Gase zu berücksichtigen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Modellieren der zweiten und dritten verbrannten Gasfraktionen umfasst, dass die zweiten und dritten verbrannten Gasfraktionen auf der Basis des Fehlerfaktors korrigiert werden.