DE19756619B4 - System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem Luft über eine in einem Ansaugrohr (6) angeordnete Drosselklappe (8) einem Brennraum (4) zugeführt wird, wobei der Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) ermittelt wird, und bei dem Abgas über ein in einer Abgasrückführleitung (14) angeordnetes Ventil (15) dem Ansaugrohr (6) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ermittelt wird, und dass aus dem Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) und aus dem Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ein dem Brennraum (4) zugeführter Massenstrom (msab) ermittelt wird, wobei aus einem Tastverhältnis (ta_agr) des Ventils (15) zuerst ein Normmassenstrom (msagrn) über das Ventil (15) ermittelt wird, und wobei dann aus dem Normmassenstrom (msagrn) in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine (1) der Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem Luft über eine in einem Ansaugrohr angeordnete Drosselklappe einem Brennraum zugeführt wird, wobei der Massenstrom über die Drosselklappe ermittelt wird, und bei dem Abgas über ein in einer Abgasrückführleitung angeordnetes Ventil dem Ansaugrohr zugeführt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Steuerelement und eine Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer in einem Ansaugrohr angeordneten Drosselklappe, über die Luft einem Brennraum zuführbar ist, mit einem in einer Abgasrückführleitung angeordneten Ventil, über das Abgas dem Ansaugrohr zuführbar ist, und mit einem Steuergerät, mit dem der Massenstrom über die Drosselklappe ermittelbar ist.
  • Die Anforderungen an eine moderne Brennkraftmaschine im Hinblick auf eine Reduktion des verbrauchten Kraftstoffs und der ausgestoßenen Abgase bzw. Schadstoffe werden immer höher. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Zumessung des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine weiter zu verbessern, insbesondere die zuzumessende Kraftstoffmasse noch genauer zu ermitteln. Zu diesem Zweck wird bei bekannten Brennkraftmaschinen der Massenstrom der dem Brennraum über die Drosselklappe zugeführten Luft mit Hilfe eines Luftmassensensors, z.B. eines so genannten HFM-Sensors bestimmt. Der auf diese Weise ermittelte Massenstrom wird dann dazu verwendet, die zugehörige einzuspritzende Kraftstoffmasse zu berechnen, die erforderlich ist, um einen von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs gewünschten Fahrzustand, also beispielsweise eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, zu erreichen.
  • Insbesondere zur weiteren Reduktion der ausgestoßenen Schadstoffe ist bei modernen Brennkraftmaschinen eine so genannte Abgasrückführung vorgesehen, bei der das aus den Brennräumen ausgestoßene Abgas über ein Ventil wieder dem Ansaugrohr und damit letztlich dem Brennraum zurückgeführt wird. Diese Abgasrückführung muss bei der Ermittlung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse berücksichtigt werden.
  • Aus der DE 42 11 851 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen der Zylinderfüllung bei einem Verbrennungsmotor mit AGR sowie zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung bekannt.
  • Das Verfahren betrifft die Steuerung eines Verbrennungsmotors mit einem AGR-System. Das Verfahren erlaubt es, einen genauen Wert für den Zylinderluftmassenfluss zu gewinnen, was für die Motorsteuerung erforderlich ist, und es erlaubt es, die Kraftstoffeinspritzmenge genau zu bestimmen, wobei die Verzögerung des Kraftstofftransports durch eine Sauganordnung bei aktiviertem Zustand des AGR-Systems berücksichtigt wird. Das Verfahren ist bei einem elektronischen Motorsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor mit Abgasrückführungssystem anwendbar, bei dem der Zylinderluftmassenfluss von aktuell in einen Motorzylinder einzuführender Luft dadurch berechnet wird, dass ein gemessener Wert eines Parameters verwendet wird, der dem Motorbetriebszustand zugeordnet ist, und bei dem die Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem berechneten Zylinderluftmassenfluss eingestellt wird. Es weist folgende Schritte auf: Bestimmen des Massenflusses des rückgeführen Abgases, das in eine Sauganordnung des Motors strömt; Abschätzen des Partialdrucks des Abgases innerhalb der Sauganordnung auf Grundlage des Flusses des rückgeführten Abgases; und Bestimmen des Zylinderluftmassenflusses auf Grundlage des abgeschätzten Wertes des Partialdrucks des rückgeführten Abgases.
  • Aus der DE 35 02 798 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beeinflussung von Betriebskenngrößen von Brennkraftmaschinen bekannt.
  • Es wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Beeinflussung von Betriebskenngrößen von Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, das bzw. die bei Druck-Drehzahl-gesteuertem Kraftstoffzumesssystem mit Abgasrückführung Anwendung findet. Zur Eliminierung des Einflusses der rückgeführten Abgasmenge auf die spezielle Art der Lasterfassung wird vorgeschlagen, für jeden Betriebszustand der Brennkraftmaschine zwei Druckwerte, insbesondere bei ein- und ausgeschalteter Abgasrückführung zu ermitteln. Aus diesen beiden Druckmesswerten lässt sich eine Information über die der Brennkraftmaschine zugeführten Frischluft sowie über die rückgeführte Abgasmenge ermitteln. Zum einen ist dadurch eine exakte Kraftstoffzumessung gewährleistet und zum anderen eine adaptive Regelung der Abgasrückführungsrate möglich.
    •
  • Aus der JP 63208657 A ist ein Detektionsverfahren für eine Abgasrückführmenge einer Brennkraftmaschine bekannt. Um die Abgasrückführmenge exakt zu bestimmen, wird die Abgasrückführmenge abhängig vom gesamten Ansaugmassenstrom und vom Massenstrom über die Drosselklappe berechnet, wobei der gesamte Ansaugmassenstrom abhängig vom Saugrohrdruck und von der Motordrehzahl und der Massenstrom über die Drosselklappe abhängig vom Saugrohrdruck und von der Drosselklappenöffnung berechnet werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei dem auf besonders einfache und trotzdem genaue Weise aus einem Tastverhältnis, mit dem ein Ventil angesteuert wird, der Massenstrom über das Ventil ermittelt wird.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 9 oder 10 gelöst.
  • Dabei wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art bzw. bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art der Massenstrom über das Ventil ermittelt und aus dem Massenstrom über die Drosselklappe und aus dem Massenstrom über das Ventil ein dem Brennraum zugeführter Massenstrom ermittelt wobei aus einem Tastverhältnis des Ventils zuerst ein Norm massenstrom über das Ventil ermittelt wird und wobei dann aus dem Normmassenstrom in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine der Massenstrom über das Ventil ermittelt wird.
  • Durch die Ermittlung des Massenstroms über das Ventil in der Abgasrückführleitung ist es möglich, die Abgasrückführung als solche bei der Ermittlung der der Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmasse zu berücksichtigen. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Einspritzung erhöht und damit eine weitere Reduktion des Kraftstoffverbrauchs sowie des Abgasausstoßes erreicht werden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird aus dem Massenstrom über die Drosselklappe und aus dem Massenstrom über das Ventil zuerst der Druck im Ansaugrohr ermittelt. Dieser Druck im Ansaugrohr stellt eine wesentliche Größe bei der Ermittlung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse dar. Aus diesem Grund ist es besonders wichtig, diesen Druck aus dem Massenstrom über die Drosselklappe und aus dem Druck über das Ventil abzuleiten.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Massenstrom über die Drosselklappe und der Massenstrom über das Ventil jeweils integriert werden, und wenn dann in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine der Druck im Ansaugrohr ermittelt wird. Durch die Integration des Massenstroms über die Drosselklappe bzw. des Massenstroms über das Ventil wird letztlich die Speicherfunktion des Ansaugrohrs nachgebildet. Damit ist es möglich, diese Speicherfunktion und deren Folgen, wie z.B. zeitliche Verzögerungen udgl. bei der Ermittlung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse zu berücksichtigen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Druck im Ansaugrohr in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine in den dem Brennraum zugeführten Massenstrom umgerechnet. Damit wird erreicht, daß der ermittelte, dem Brennraum zugeführte Massenstrom mit den Massenströmen über die Drosselklappe und über das Ventil verknüpft werden kann.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der dem Brennraum zugeführte Massenstrom mit einem Faktor verknüpft, der demjenigen Anteil des Massenstroms entspricht, der über das Ventil dem Ansaugrohr zugeführt wird. Damit wird berücksichtigt, dass das über das Ventil zurückgeführte Abgas in den Massenstrom zu dem Brennraum eingeht.
  • Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn der mit dem Faktor verknüpfte Massenstrom mit dem Massenstrom über das Ventil verknüpft wird. Auf diese Weise wird eine Rückkopplung hinsichtlich des Abgasanteils des dem Brennraum zugeführten Massenstroms aufgebaut.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der dem Brennraum zugeführte Massenstrom mit einem Faktor verknüpft, der demjenigen Anteil des Massenstroms entspricht, der über die Drosselklappe dem Ansaugrohr zugeführt wird. damit wird berücksichtigt, dass die über die Drosselklappe zugeführe Luft nur zum Teil in den Massenstrom zu dem Brennraum eingeht.
  • Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn der mit dem Faktor verknüpfte Massenstrom mit dem Massenstrom über die Drosselklappe verknüpft wird. Auf diese Weise wird eine Rückkopplung hinsichtlich des Frischgasanteils des dem Brennraum zugeführten Massenstroms aufgebaut.
  • Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so daß dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Steuerelement ausgelegt ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory.
    •
  • Weitere Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
  • 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs,
  • 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine nach der 1, und
  • 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zur Verwendung bei dem Verfahren nach der 2.
  • In der 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, an den über Ventile 5 ein Ansaugrohr 6 und ein Abgasrohr 7 angeschlossen sind. Des weiteren sind dem Brennraum 4 in nicht dargestellter Weise ein Einspritzventil und eine Zündkerze zugeordnet.
  • In dem Ansaugrohr 6 ist eine drehbare Drosselklappe 8 untergebracht, der in nicht dargestellter Weise ein Winkelsensor zugeordnet ist, mit dem die Winkelstellung der Drosselklappe 8 gemessen werden kann.
  • Parallel zur Drosselklappe 8 ist ein Leerlaufsteller vorgesehen, der einen Bypass 9 aufweist, in dem ein Ventil 10 untergebracht ist. Mit dem Bypass 9 wird die Drosselklappe 8 umgangen, und mit dem Ventil 10 kann der Durchfluß durch den Bypass 9 beeinflußt werden.
  • Zwischen der Drosselklappe 8 und dem Brennraum 4 mündet eine Tankentlüftung in das Ansaugrohr 6. Die Tankentlüftung weist ein Aktivkohlefilter 11 auf, das über eine Leitung 12 mit dem Ansaugrohr 6 verbunden ist, wobei in der Leitung 12 ein Ventil 13 untergebracht ist. Über die Leitung 12 kann Regeniergas aus dem Aktivkohlefilter 11 dem Brennraum 4 zugeführt werden, und mit dem Ventil 13 kann der Zufluß des Regeniergases zu dem Ansaugrohr 6 beeinflußt werden.
  • Von dem Abgasrohr 7 führt eine Abgasrückführleitung 14 zurück zu dem Ansaugrohr 6. In der Abgasrückführleitung 14 ist ein Ventil 15 untergebracht, mit die Abgasrückführung zu dem Ansaugrohr 6 beeinflußt werden kann.
  • Im Bereich des Ansaugrohrs 6 kann ein Drucksensor 16 angeordnet sein, der den Druck ps im Ansaugrohr 6 mißt. Da es sich in diesem Fall um einen tatsächlich gemessenen Druck handelt, wird dieser, von dem Drucksensor 16 gemessene Druck mit psds gekennzeichnet. Der Drucksensor 16 muß nicht zwingend vorhanden sein.
  • Vor der Drosselklappe 8 und dem Leerlaufsteller kann in dem Ansaugrohr 6 ein Lader zwischengeschaltet sein, durch den die dem Ansaugrohr 6 zugeführte Luft hindurchgeführt wird. Des weiteren kann vor dem Lader ein Luftmassensensor, insbesondere ein sogenannter HFM-Sensor untergebracht sein, durch den ebenfalls die Luft hindurchgeführt wird. Vorzugsweise ist in dem Abgasrohr 7 ein Katalysator untergebracht.
  • Die über die Drosselklappe 8 fließende Luftmasse ist als Massenstrom msdk, das über das Ventil 15 fließende Abgas ist als Massenstrom msagr und das dem Brennraum 4 zugeführte Luft-Abgas-Gemisch ist als Massenstrom msab bezeichnet.
  • Des weiteren ist die Brennkraftmaschine 1 mit einem Steuergerät 17 versehen, das über entsprechende elektrische Verbindungen 18 mit den Sensoren der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise mit dem der Drosselklappe 8 zugeordneten Winkelsensor und/oder dem Drucksensor 16, sofern vorhanden, sowie mit den Aktoren der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise mit den Ventilen 10, 13, 15 gekoppelt ist.
  • In der 2 ist ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1 dargestellt, das von dem Steuergerät 17 ausgeführt wird. Der Leerlaufsteller mit dem Massenstrom mslls und die Tankentlüftung mit dem Massenstrom mste können, müssen aber nicht vorhanden sein. Bei dem Verfahren nach der 2 sind diese Massenströme nicht berücksichtigt, können jedoch jederzeit durch entsprechende, insbesondere additive Verknüpfungen eingeführt werden. Des weiteren wird bei dem Verfahren nach der 2 davon ausgegangen, daß kein Lader vorhanden ist. Auch dies könnte jedoch, sofern vorhanden, jederzeit entsprechend berücksichtigt werden.
  • Bei dem Verfahren nach der 2 wird von dem Massenstrom msdk über die Drosselklappe 8 und von dem Massenstrom msagr über das Ventil 15 ausgegangen. Der Massenstrom msdk wird aus der Winkelstellung der Drosselklappe 8 berechnet, indem zuerst ein Normmassenstrom ermittelt wird, der dann durch temperatur- und/oder druckabhängige Faktoren an die tatsächlichen Verhältnisse der Brennkraftmaschine 1 angepaßt wird.
  • Der Massenstrom msagr über das Ventil 15 in der Abgasrückführleitung 14 wird entsprechend dem Verfahren nach der 3 ermittelt. Auch dieses Verfahren wird von dem Steuergerät 17 ausgeführt.
  • Das Ventil 15 wird mit einem Tastverhältnis ta_agr angesteuert. Dieses Tastverhälntis ta_agr wird einer Kennlinie 19 zugeführt, das dem Ventil 15 entspricht und dieses unter Normbedingungen nachbildet. Die Kennlinie 19 ist dabei vorher unter den genannten Normbedingungen ermittelt worden. Das Ausgangssignal der Kennlinie 19 stellt einen Normmassenstrom msagrn über das Ventil 15 dar.
  • Danach wird der Normmassenstrom msagrn an die tatsächlich aktuellen Verhältnisse der Brennkraftmaschine 1 angepaßt. Zu diesem Zweck wird der Normmassenstrom msagrn an einer Verknüpfungsstelle 20 mit einem Faktor ftagr multiplikativ verknüpft, der die Temperaturverhältnisse des Abgases an dem Ventil 15 darstellt. Entsprechend wird der Normmassenstrom msagrn an einer Verknüpfungsstelle 21 mit einem Faktor fpagr multiplikativ verknüpft, der die Druckverhältnisse des Abgases an dem Ventil 15 darstellt. Beide Faktoren fpagr, fpagr sind normiert.
  • Danach wird das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 21 in einer Kennlinie 22 mit dem Verhältnis aus dem Druck ps in dem Ansaugrohr 6 und dem Druck pagr in dem Abgasrohr 7 verknüpft. Auf diese Weise wird das Ausflußverhalten des Ventils 15 berücksichtigt, also letztlich das Fließverhalten des Abgases durch das Ventil 15. Das Ausgangssignal der Kennlinie 22 ist der Massenstrom msagr über das in der Abgasrückführleitung 14 untergebrachte Ventil 15.
  • Der Massenstrom msdk über die Drosselklappe 8 wird an einer Verknüpfungsstelle 23 subtraktiv mit einem Signal msabfg verknüpft, auf das noch eingegangen wird. Entsprechend wird der Massenstrom msagr über das Ventil 15 an einer Verknüpfungsstelle 24 subtraktiv mit einem Signal msabag verknüpft, auf das ebenfalls noch eingegangen wird.
  • Die Ausgangssignale der Verknüpfungsstellen 23, 24 werden jeweils zu einem Integrator 25, 26 weitergeführt, mit denen das Speicherverhalten des Ansaugrohrs 6 nachgebildet wird. Die Ausgangssignale der Integratoren 25, 26 werden jeweils einem Block 27, 28 zugeführt, in denen eine insbesondere temperaturabhängige Umrechnung von dem jeweiligen Massenstrom in einen zugehörigen Druck erfolgt. Das Ausgangssignal des Blocks 27 ist ein Druck psdk im Ansaugrohr 6, der von der Drosselklappe 8 herrührt. Das Ausgangssignal des Blocks 28 ist ein Druck psag im Ansaugrohr 6, der von dem Ventil 15 herrührt.
  • An einer Verknüpfungsstelle 29 werden die Drücke psdk und psag additiv miteinander verknüpft und es ergibt sich der Druck ps in dem Ansaugrohr 6. Der Druck ps stellt eine Nachildung des tatsächlich im Ansaugrohr 6 herrschenden Drucks dar. Bei dem Druck ps handelt es sich im Unterschied zu dem erwähnten Druck psds um keinen gemessenen Druck.
  • Der ermittelte Druck ps wird an einer Verknüpfungsstelle 30 mit einem Druck pirg verglichen. Dieser Druck pirg entspricht demjenigen Druck im Brennraum 4, der sich daraus ergibt, daß nach einer Verbrennung immer ein gewisses Restgas aus dem Brennraum 4 nicht ausgestoßen wird, sondern in dem Brennraum 4 verbleibt. Insoweit handelt es sich bei dem Druck pirg um den Restgasdruck im Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1.
  • Der Druck pirg wird von einem Kennfeld 31 erzeugt, das abhängig ist von der Drehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1 und der Größe °NW desjenigen Winkelbereiches der Nockenwelle, während dem das Einlaßventil und das Auslaßventil der Brennkraftmaschine gleichzeitig geöffnet sind. Gegebenenfalls ist der Druck pirg auch noch von der Meereshöhe abhängig, auf der sich die Brennkraftmaschine 1 momentan befindet.
  • Die von der Verknüpfungsstelle 30 erzeugte Differenz wird einer Verknüpfungsstelle 32 zugeführt, an der die Differenz mit einem Faktor fupsrl multiplikativ verknüpft wird. Der Faktor fupsrl dient der Umrechnung des Drucks ps in einen dem Brennraum 4 zugeführten Massenstrom msab.
  • Der Faktor fupsrl wird unter anderem in einem Kennfeld 33 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 und der Größe °NW der Nockenwelle der Brennkraftmaschine 1 erzeugt. Des weiteren ist es möglich, die Temperatur des Gases im Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 zu berücksichtigen, die beispielsweise aus der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 1 über ein Modell ermittelt werden kann.
  • Das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 32 ist der dem Brennraum 4 zugeführte Massenstrom msab, der auch in der 1 dargestellt ist.
  • Von dem Steuergerät 17 wird aus dem Druck psdK und dem Druck psag ein Faktor cagr ermittelt, der dem Anteil des rückgeführten Abgases an dem dem Brennraum 4 zugeführten Massenstrom msab entspricht. Der Faktor cagr stellt also die von der Stellung des Ventils 15 abhängige Abgasrückführrate dar. Für den Faktor cagr gilt: cagr = psag/psdK = msabag/msab.
  • Die dem Ansaugrohr 6 zu- und abfließenden Massenströme setzen sich wie folgt zusammen: Der Massenstrom msdk und der Massenstrom msagr fließen dem Ansaugrohr 6 zu, während der Massenstrom msab aus dem Ansaugrohr 6 in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 abfließt. Der abfließende Massenstrom msab setzt sich dabei aus einem Abgasanteil msabag und einem Frischgasanteil msabfg zusammen.
  • Der Abgasanteil msabag entspricht demjenigen Anteil des gesamten Massenstroms msab, der über das Ventil 15 dem Ansaugrohr 6 zugeführt wird. Dieser Anteil entspricht dem Faktor cagr. Der Abgasanteil msabag ergibt sich damit zu msabag = msab × cagr. Diese Multiplikation ist mittels einer Verknüpfungsstelle 34 realisiert.
  • Der Frischgasanteil msabfg entspricht dem noch verbleibenden Anteil des gesamten Massenstroms msab, also demjenigen Anteil des gesamten Massenstroms msab, der über die Drosselklappe 8 dem Ansaugrohr 6 zugeführt wird. Dieser Anteil entspricht dem Faktor (1 – cagr). Der Frischgasanteil msabfg ergibt sich damit zu msabfg = msab × (1 – cagr). Diese Multiplikation ist mittels einer Verknüpfungsstelle 35 realisiert.
  • Wie bereits erläutert, werden der Frischgasanteil msabfg und der Abgasanteil msabag an den Verknüpfungsstellen 23, 24 jeweils subtraktiv mit dem Massenstrom msdk über die Drosselklappe 8 und dem Massenstrom msagr über das Ventil 15 verknüpft. Dadurch wird erreicht, daß die aus dem Ansaugrohr 6 abfließenden Massenströme msabag, msabfg immer von den zuströmenden Massenströmen msdk, msagr abgezogen werden, so daß die nach den Verknüpfungsstellen 23, 24 vorgesehenen Integratoren 25, 26 immer den aktuellen Wert des im Ansaugrohr 6 zwischengespeicherten Massenstroms darstellen.
  • Wird beispielsweise das Ventil 15 durch eine Verstellung des Tastverhältnisses ta_agr weiter geöffnet, so hat dies zur Folge, daß der Faktor cagr größer wird. Dies bedeutet, daß mehr Abgas über die Abgasrückführleitung 14 in das Ansaugrohr 6 gelangt. Damit wird aber auch der Abgasanteil msabag an dem dem Brennraum 4 zugeführten Massenstrom msab größer. Dies ergibt sich aus msabag = cagr × msab. Gleichzeitig wird der Frischgasanteil msabfg gemäß msabfg = (1 – cagr) × msab kleiner. Ein vorher an den Verknüpfungsstellen 23, 24 herrschendes Gleichgewicht wird somit gestört. Zur Erlangung eines erneuten Gleichgewichts kann z.B. der Massenstrom msdk vergrößert, also die Drosselklappe 8 weiter geöffnet werden. Dies kann mit Hilfe des Frischgasanteils msabfg erreicht werden, indem dieser als Ausgangssignal 36 zu einem Ansteuersignal für die Drosselklappe 8 weiterverarbeitet wird.
  • Ist in der Brennkraftmaschine der Drucksensor 16 im Bereich des Ansaugrohrs 6 vorhanden, mit dem der Druck psds im Ansaugrohr 6 gemessen werden kann, so kann dieser Druck psds ebenfalls dazu verwendet werden, ein dem Ausgangssignal 36 entsprechendes Signal 37 zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird der gemessene Druck psds zuerst an einer Verknüpfungsstelle 38 mit dem Restgasdruck pirg im Brennraum 4 subtraktiv verknüpft. Dann wird das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 38 an einer Verknüpfungsstelle 39 multiplikativ mit dem Signal fupsrl verknüpft, mit dem eine Umrechnung des Drucks in einen Massenstrom erreicht wird. Und schließlich wird das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 39 an einer weiteren Verknüpfungsstelle 40 mit dem Faktor (1 – cagr) multiplikativ verknüpft, um dadurch einen Bezug zu dem Frischgasanteil herzustellen. Insgesamt steht dann am Ausgang der Verknüpfungsstelle 40 das Signal 37 zu Verfügung.
  • Das Ausgangssignal 36 und das Signal 37 sind einem Schalter 41 zugeführt, der von einem Fehlerbit B_fe durch das Steuergerät 17 steuerbar ist. In einem normalen Betriebszustand wird der Schalter 41 derart angesteuert, daß das von dem im Ansaugrohr 6 vorhandenen Drucksensor 16 ausgehende Signal 37 weitergegeben wird. Stellt das Steuergerät 17 fest, daß dieser Drucksensor z.B. einen Defekt odgl. aufweist, so wird der Schalter 41 umgeschaltet, so daß nunmehr das Ausgangssignal 36 weitergegeben wird.
  • Im ersten Fall wird somit ein Ausgangssignal 42 erzeugt, das dem Signal 37 entspricht, und das damit auf dem tatsächlich von dem Drucksensor 16 gemessenen Druck psds im Ansaugrohr 6 basiert. Im Fehlerfall entspricht das Ausgangssignal 42 dem Ausgangssignal 36, das seinerseits auf einer Nachbildung des Drucks ps im Ansaugrohr 6 basiert, also modelliert ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem Luft über eine in einem Ansaugrohr (6) angeordnete Drosselklappe (8) einem Brennraum (4) zugeführt wird, wobei der Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) ermittelt wird, und bei dem Abgas über ein in einer Abgasrückführleitung (14) angeordnetes Ventil (15) dem Ansaugrohr (6) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ermittelt wird, und dass aus dem Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) und aus dem Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ein dem Brennraum (4) zugeführter Massenstrom (msab) ermittelt wird, wobei aus einem Tastverhältnis (ta_agr) des Ventils (15) zuerst ein Normmassenstrom (msagrn) über das Ventil (15) ermittelt wird, und wobei dann aus dem Normmassenstrom (msagrn) in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine (1) der Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) und aus dem Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) zuerst der Druck (ps) im Ansaugrohr (6) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) und der Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) jeweils integriert werden, und dass dann in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine (1) der Druck (ps) im Ansaugrohr (6) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (ps) im Ansaugrohr (6) in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine (1) in den dem Brennraum (4) zugeführten Massenstrom (msah) umgerechnet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Brennraum (4) zugeführte Massenstrom (msab) mit einem Faktor (cagr) verknüpft wird, der demjenigen Anteil des Massenstroms (msab) entspricht, der über das Ventil (15) dem Ansaugrohr (6) zugeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Faktor (cagr) verknüpfte Massenstrom (msabag) mit dem Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) verknüpft wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Brennraum (4) zugeführte Massenstrom (msab) mit einem Faktor (1 – cagr) verknüpft wird, der demjenigen Anteil des Massenstroms (msab) entspricht, der über die Drosselklappe (8) dem Ansaugrohr (6) zugeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Faktor (1 – cagr) verknüpfte Massenstrom (msabfg) mit dem Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) verknüpft wird.
  9. Steuerelement, insbesondere Read-Only-Memory, für ein Steuergerät (17) einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
  10. Brennkraftmaschine (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer in einem Ansaugrohr (6) angeordneten Drosselklappe (8), über die Luft einem Brennraum (4) zuführbar ist, mit einem in einer Abgasrückführleitung (14) angeordneten Ventil (15), über das Abgas dem Ansaugrohr (6) zuführbar ist, und mit einem Steuergerät (17), mit dem der Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (17) derart ausgebildet ist, dass ein Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ermittelbar ist, und dass aus dem Massenstrom (msdk) über die Drosselklappe (8) und aus dem Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ein dem Brennraum (4) zugeführter Massenstrom (msab) ermittelbar ist, wobei aus einem Tastverhältnis (ta_agr) des Ventils (15) zuerst ein Normmassenstrom (msagrn) über das Ventil (15) ermittelt wird, und wobei dann aus dem Normmassenstrom (msagrn) in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine (1) der Massenstrom (msagr) über das Ventil (15) ermittelt wird.
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