DE19908401C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-GemischInfo
- Publication number
- DE19908401C2 DE19908401C2 DE19908401A DE19908401A DE19908401C2 DE 19908401 C2 DE19908401 C2 DE 19908401C2 DE 19908401 A DE19908401 A DE 19908401A DE 19908401 A DE19908401 A DE 19908401A DE 19908401 C2 DE19908401 C2 DE 19908401C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- combustion
- combustion chamber
- air
- lambda
- air mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/006—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
- F02D41/0062—Estimating, calculating or determining the internal EGR rate, amount or flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei
der in einem Verbrennungszyklus eine Luftmasse und eine
Kraftstoffmasse einem Brennraum zugeführt werden, wobei die
Gemischzusammensetzung lambda von Luftmasse zu
Kraftstoffmasse voreinstellbar ist. Ferner betrifft die
Erfindung ein entsprechendes Steuergerät für eine solche
Brennkraftmaschine.
Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren wird die für die
Verbrennung erforderliche Luftmasse über ein Saugrohr dem
Brennraum zugeführt. Die ebenfalls für die Verbrennung
erforderliche Kraftstoffmasse wird bei diesen Motoren über
eine Kraftstoffleitung und entsprechende Einspritzventile
oder bei Dieselmaschinen oder den moderneren Benzinmotoren
mit Benzindirekteinspritzung (BDE) via einem
Kraftstoffzwischenspeicher (fuel rail), in dem
hochkomprimierter Kraftstoff von etwa 100 bar vorliegt, der
Brennkammer zugeführt.
In der DE 197 56 619 A1
werden ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Bestimmung einer Gasfüllung eines
Verbrennungsmotors beschrieben. Das im Saugrohr enthaltene
Gasgemisch setzt sich aus Frischgas und Abgas zusammen.
Insbesondere wird dort ein Verfahren beschrieben, um den
Frischgasanteil des in die Brennkammer einströmenden Gases
zu bestimmen, um dementsprechend die Menge des für die
Verbrennung zur Verfügung zu stellenden Kraftstoffs genauer
bemessen zu können. Zur Lösung dieser Problemstellung wird
vorgeschlagen, den Partialdruck des Frischgasanteils am
gesamten in die Brennkammer fließenden Massenstrom durch
Aufstellen einer Massenbilanz zu ermitteln und dabei die
zeitliche Ableitung der allgemeinen Gasgleichung zugrunde
zu legen. Diese getrennte Bilanzierung von Frischgas und
Abgas bietet den Vorteil, dass das befüllte
Frischgasvolumen exakt berechnet werden kann. Der
Gegenstand dieser Patentanmeldung betrifft demnach nur die
aufgrund einer externen Abgasrückführung im Saugrohr
befindliche Restluft, allerdings nicht das intern in der
Brennkammer vorhandene Restgas.
Bei bekannten Brennkraftmaschinen, insbesondere
Verbrennungsmotoren, wird der im Fall des Magerbetriebs
nach jedem Verbrennungszyklus noch im Restgas befindliche
Luftanteil des Restgases völlig ausser Acht gelassen.
Vielmehr wird dort so getan, als wenn sich überhaupt keine
Restluft im Restgas der Brennkammer befinden würde. Mithin
ist die bei einem Verbrennungszyklus angenommene
Stöchiometrie von Luft und Kraftstoff meist mit einem
beträchtlichem Fehler behaftet.
Darüber hinaus wird bei modernen Verbrennungsmotoren mit
einem 3-Wege-Abgaskatalysator ein Magerbetrieb (lambda < =1)
grundsätzlich vermieden, da beim Magerbetrieb verstärkt
Stickoxide (NOx) gebildet werden, welche sich im
Katalysator anreichern und damit dessen Lebensdauer
erheblich reduzieren. Demgegenüber erlauben aber die
neuesten Katalysatoren auch den Magerbetrieb, da etwa im
Katalysator gespeichertes NOx durch regelmäßigen
Fettbetrieb des Motors mit lambda < 1 wieder zu N2 und O2
reduziert wird. Nicht zuletzt wegen dieser neueren
Katalysatortechnik lassen sich Benzinmotoren nunmehr wie
Dieselmotoren betreiben, was im Übrigen auch die
Entwicklung der BDE-Verbrennungsmotoren erheblich
begünstigt hat.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer eingangs
erwähnten Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche die
vorstehend beschriebenen Nachteile überwinden und eine
genauere Kenntnis der Stöchiometrie des
Kraftstoff/Luftgemisches bei der Verbrennung ermöglichen.
Insbesondere soll ermöglicht werden, den beim Magerbetrieb
in der Brennkammer im Restgas noch befindlichen Anteil an
Restluft bei der jeweiligen Gemischzusammensetzung noch
genauer berücksichtigen zu können.
Das Problem wird durch die in den unabhängigen
Patentansprüchen offenbarten Verfahren und Vorrichtungen
gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in
den Unteransprüchen (Ansprüche 2-5 sowie 7 und 8) offenbart.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird bei einem
erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere dadurch gelöst (Anspruch 1),
dass bei einem Verbrennungszyklus mit einer
Gemischzusammensetzung lambda größer als 1 ein nach
erfolgter Verbrennung in dem Brennraum vorliegender Anteil
an Restluft ermittelt und die in einem darauffolgenden
Verbrennungszyklus dem Brennraum zugeführte Luftmasse um
den Anteil an Restluft entsprechend verringert wird. Der
Erfindung liegt somit das Konzept zugrunde, die für einen
jeweils nachfolgenden Verbrennungszyklus zur Verfügung
stehende Restluft bei der Lambdavorgabe zu berücksichtigen.
Das Erfindungskonzept umfasst mithin die folgenden
Verfahrensschritte:
- - Feststellen eines Verbrennungszyklus' mit einem Gemischverhältnis Luft/Kraftstoff < 1;
- - Ermitteln eines Anteils an Restluft nach Ablauf der Verbrennung im betreffenden Verbrennungszyklus;
- - Verringern der in einem auf den vorliegenden Zyklus nachfolgenden Verbrennungszyklus aus dem Saugrohr in den Brennraum abgegebenen Luftmasse um diesen Anteil an Restluft.
Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt den
Luftanteil im Restgas und stellt damit eine gegenüber dem
Stand der Technik genauere Lambdavorsteuerung und damit ein
besseres Abgas und Fahrverhalten sicher.
Es wird hervorgehoben, dass das Einsatzgebiet der
vorliegenden Erfindung nicht auf BDE-betriebene
Brennkraftmaschinen beschränkt ist, sondern grundsätzlich
auch sämtliche Maschinen mitumfasst, die einen NOx-
tauglichen Katalysator aufweisen, d. h. auch solche
Maschinen mit herkömmlicher Kraftstoffeinspritzung bei
einem lambda von etwa 1,6.
Bei einem erfindungsgemäßen Steuergerät (Anspruch 6) mit Mitteln zum
Zuführen der Luftmasse und der Kraftstoffmasse in den
Brennraum und Mitteln zum Ansteuern der
Gemischzusammensetzung lambda von Luftmasse zu
Kraftstoffmasse sind zur Lösung der genannten Aufgabe
insbesondere Mittel zum Feststellen des Vorliegens eines
Verbrennungszyklus' mit einer Gemischzusammensetzung lambda
größer als 1, Mittel zum Ermitteln eines nach erfolgter
Verbrennung in dem Brennraum vorliegenden Anteils an
Restluft, sowie Mittel zum Berechnen einer in einem
darauffolgenden Verbrennungszyklus dem Brennraum
zuzuführenden, verringerten Luftmasse aus dem Anteil an
Restluft vorgesehen.
Das
erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße,
insbesondere für eine Brennkraftmaschine vorgesehene
Steuergerät ergeben sich im Weiteren aus der nachfolgenden
Beschreibung, bei der ein Ausführungsbeispiel an Hand von
Zeichnungen näher beschrieben wird.
Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein Übersichtsbild über einen Brennraum und ein
Saugrohr nebst Sensorik und Drosselventilen eines
herkömmlichen Verbrennungsmotors, bei dem das
erfindungsgemäße Verfahren und das
erfindungsgemäße
Steuergerät einsetzbar sind;
Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung eines
Saugrohrs und einer Brennkammer zur
Veranschaulichung der Luftzuführung gemäß dem
Stand der Technik;
Fig. 3 einen typischen Verlauf des Zusammenhangs
zwischen
Luftmasse im Brennraum rl und Saugrohrdruck ps;
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild der
Luftzuteilung
in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor im
Betrieb
mit lambda < = 1, sowie
Fig. 5 ein der Fig. 4 entsprechendes Blockschaltbild für
einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
arbeitenden bzw. hergerichteten Verbrennungsmotor
im
Magerbetrieb mit lambda < 1.
Der in Fig. 1 schematisch vereinfacht dargestellte
Verbrennungsmotor 1 weist ein Saugrohr 2 auf, das über
Einspritzventile, von denen in dem gezeigten Schnitt nur
ein Einspritzventil 3 dargestellt ist, mit einem Brennraum
4 des Motors 1 verbunden ist. Den verschiedenen
Einspritzventilen ist dabei noch ein hier nicht gezeigter
Kraftstoffzuteiler vorgeordnet, der die einzelnen Ventile
in Abstimmung mit einer Zündung 5 ansteuert. Die Zündung 5
erfolgt an jedem der Brennräume 4 mittels Zündkerzen, die
jeweils mit Zündspulen zusammenarbeiten. Der Kraftstoff
wird den einzelnen Einspritzventilen von einer
Tankbaueinheit 6 via einem hier nicht gezeigten
Kraftstoffzwischenspeicher (fuel rail) zugeführt.
Die Zufuhr von Luft in das Saugrohr 2 erfolgt über eine
Öffnung 7. In dem Saugrohr 2, in der Nähe der Öffnung 7,
ist ferner eine Drosselklappe 8 vorgesehen, mittels der der
in das Saugrohr 2 einfließende Luftstrom regelbar ist. Über
eine zusätzliche Bypassleitung 9 kann sichergestellt
werden, dass im Leerlaufbetrieb des Motors 1 genügend Luft
dem Saugrohr 2 zugeführt wird. Die Steuerung der
Bypassleitung 9 erfolgt dabei über einen nahe der
Bypassleitung 9 angeordneten Leerlaufsteller 10.
Ferner ist an dem Saugrohr 2 ein Drucksensor 11 vorgesehen,
der die Messung des in dem Saugrohr 2 herrschenden Drucks
gestattet. Das von dem Drucksensor 11 gelieferte Signal
wird an ein elektronisches Steuergerät 12 weitergegeben.
Entsprechend wird das Ausgangssignal des Leerlaufstellers
10 dem elektronischen Steuergerät 12 zugeführt. Ferner wird
die Stellung der Drosselklappe 8 über ein
Drosselklappenpotentiometer 13 ermittelt und das
entsprechende Messsignal dem elektronischen Steuergerät 12
ebenfalls zugeführt.
Das bei der Verbrennung erzeugte Abgas wird mittels einer
Abgasanlage 14 nach aussen geführt. Im Verlauf der
Abgasleitung 15 (Auspuff) ist ein Katalysator 16 angeordnet.
Jeweils vor und hinter dem Katalysator 16 sind ferner zwei
Lambdasonden 17, 18 vorgesehen, die mit einer Lambda-
Regelung, die vorzugsweise in dem elektronischen Steuergerät
12 integriert ist, zusammenarbeiten.
Gemäß den OBD-II-Vorschriften muss eine kontinuierliche
Überwachung des Katalysatorwirkungsgrades erfolgen. Dazu
muss hinter dem Katalysator 16 die zweite Sonde 18
installiert sein. Ein Vergleich der Sondensignale vor und
hinter dem Katalysator 16 erlaubt Aussagen über den
Wirkungsgrad des Katalysators 16. Da die hinter dem
Katalysator 16 befindliche, zweite Sonde 18 vor schädlichen
Abgaskomponenten besser als die erste Sonde 17 geschützt
ist, können Alterungserscheinungen der ersten Sonde 17
korrigiert werden.
Die Lambda-Regelung soll nun das Gemisch im Brennraum 4 des
Motors 1 so einstellen, dass der Katalysator 16 optimal
arbeitet und somit gesetzlich vorgegebene Abgasgrenzwerte
eingehalten werden. Der Katalysator 16 hat dabei die
Aufgabe, die drei Abgaskomponenten CO, HC und NOx in CO2,
H2O und N2 umzuwandeln. Die beiden Lambda-Sonden 17, 18
messen den Unterschied der Sauerstoffkonzentration zwischen
Umgebungsluft und Abgasstrom. Damit ist das von den Sonden
17, 18 abgegebene Messsignal ein direktes Maß für den
Luftanteil im Abgas. Auf Grund einer katalytischen
Beschichtung wird unvollständig verbranntes Gemisch an der
Sondenoberfläche stets umgesetzt.
Wie bereits gesagt, soll die Lambda-Regelung gewährleisten,
dass stets ein optimaler Luftanteil im Abgas vorhanden ist.
Dazu verändert die Lambda-Regelung nur die einzuspritzende
Kraftstoffmasse. Die Luftmasse im Brennraum 4 und die
Zündung 5 werden somit nicht beeinflusst. Eine optimale
Regelung der Abgaszusammensetzung wird durch ständiges
Pendeln um den Bereich lambda = 1 erzielt.
Es wurde bereits angesprochen, dass der Katalysator 16 eine
erhebliche Speicherkapazität für Sauerstoff besitzt. Zudem
kann der Katalysator 16 nur in einem sehr engen Bereich von
lambda = 0.995 . . . 0,999 optimale Wirkungsgrade erzielen.
Daher ist es insbesondere bei Magerbetrieb des Motors 1 mit
lambda < 1 in regelmäßigen Zeitabständen erforderlich, mit
Hilfe von zusätzlich eingespritztem Kraftstoff die
Regeneration des Katalysators 16 zu beschleunigen
(sogenanntes 'Kat-Ausräumen'). Dazu wird die Regellage der
Lambda-Regelung durch entsprechende Vorsteuerung in
Richtung "fett" verschoben. Nachdem eine bestimmte
Abgasmasse durchgesetzt wurde, wird die Anfettung wieder
zurückgenommen.
Aus der Fig. 1 ist ferner zu ersehen, dass ein Teil des über
die Abgasanlage 14 an die Aussenwelt abgegebenen Abgases
über eine Abgasrückführleitung 19 und ein entsprechendes
Abgasrückführventil 20 wieder in das Saugrohr 2 rückgeführt
wird.
Fig. 2 zeigt ein ganz schematisches Blockdiagramm eines
Saugrohrs und einer Brennkammer zur Veranschaulichung der
Luftzuführung gemäß dem Stand der Technik. Die Änderung
delta_ps des Saugrohrdrucks ps ergibt sich aus der Differenz
der dem Saugrohr 2 zugeführten Luftmasse rlroh und der aus
dem Saugrohr 2 in den Brennraum 4 abgeführten Luftmasse
rlab. Bei angenommenem Partialdruck des Restgases pirg im
Brennraum 4 ist die dem Brennraum 4 zugeführte Luftmasse
rlab proportional zur Differenz des Saugrohrdrucks ps und
dem im Brennraum 4 herrschenden Partialdruck des Restgases
pirg. Gemäß der Erfindung setzt sich im Magerbetrieb des
Motors 1 die gesamte im Brennraum 4 vorliegende Luftmasse
aus der Summe der pro Takt aus dem Saugrohr 2 zugeführten
Luftmasse rlab und der aus dem jeweils vergangenen
Verbrennungszyklus auf Grund des angenommenen, mageren
Betriebs noch vorliegenden Restluft zusammen.
Der in Fig. 3 gezeigte, typische, mathematische Zusammenhang
zwischen Luftfüllung im Brennraum rl und Saugrohrdruck ps
wird durch eine Gerade mit Offset und Steigung beschrieben.
Der Offsetwert wird als Inertgasanteil interpretiert. Die
Steigung entspricht der Konstanten fupsrl für die Umrechnung
von Druck auf Masse und vice versa. Dieser lineare
Zusammenhang gilt allerdings nur bei vollständiger
Verbrennung der Luft im Brennraum.
Bei der in Fig. 4 gezeigten, im Stand der Technik bekannten
Vorgehensweise zur Ermittlung der in den Brennraum
abfließenden Luftmasse wird die Differenz aus der pro Takt
in das Saugrohr fließenden Luftmasse rlroh 30 und der aus
dem Saugrohr in den Brennraum abfließenden Luftmasse rlab 31
über einen Umrechnungsfaktor fvisrm 32 in eine
Saugrohrdruckänderung umgerechnet 33 und zum alten
Saugrohrdruck ps 34 aufaddiert bzw. aufintegriert 35:
ps_neu = ps_alt + fvisrm.(rlroh - rlab) (1).
Die in den Brennraum abfließende Luftmasse rlab 31 ist
proportional zur Differenz von Saugrohrdruck ps 34 und dem
Partialdruck des Restgases pirg 36 im Brennraum
rlab = fupsrl.(ps - pirg) (2),
wobei fupsrl 37 ein Faktor zur Umrechnung von Druck auf
Masse ist.
Unter der Annahme bei im Stand der Technik bekannten
Verfahren, nämlich dass bei dem im Brennraum vorhandenen
Restgas kein Restluftanteil vorliegt, entspricht die
Luftmasse im Brennraum rl 38 der aus dem Saugrohr
abgeflossenen Luft rlab 31, d. h. es gilt die Beziehung
rl = rlab. (3).
Das in Fig. 5 gezeigte Blockdiagramm zeigt nun die
entsprechende Vorgehensweise bei dem erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Verfahren zur Ermittlung der
Gemischzusammensetzung lambda für den Magerbetrieb mit
lambda < 1. Gemäß der Erfindung gegenüber Fig. 4
hinzukommende, funktionelle Komponenten sind mittels der
gestrichelten Linie 40 von den aus dem Stand der Technik
bekannten Komponenten abgegrenzt. Bei Magerbetrieb verbrennt
nicht aller Sauerstoff im Brennraum. Der im Brennraum
verbleibende Restgaspartialdruck pirg 41 setzt sich somit
aus Luft und Inertgas zusammen. Der Luftanteil pirgl an
diesem Restgas hängt nun von der Gemischzusammensetzung
lambda' der letzten Verbrennung ab und beträgt
Es wird hervorgehoben, dass die Gleichung (4) nur für den
Magerbetrieb, d. h. lambda' < 1, gültig ist.
Zu der aus dem Saugrohr abgeflossenen Luftmasse rlab 42
kommt bei Magerbetrieb der Luftanteil des Restgases hinzu,
der mit dem Umrechnungsfaktor fupsrl 43 aus dem Partialdruck
des Luftanteils des Restgases pirgl berechnet wird, d. h.
gemäß der Beziehung
rl = rlab + fupsrl.pirgl. (5).
Gemäß der Erfindung wird zunächst lambda' 44, d. h. der
Lambdawert des jeweils vorausgehenden Verbrennungszyklus'
mit '1' 45 verglichen und anhand einer Maximumfunktion 46
beurteilt, ob ein Magerbetrieb mit lambda' < 1 vorliegt.
Falls dies der Fall ist, liegt am Ausgang des Maximierers 46
der Wert lambda' vor; andernfalls liegt der Wert '1' vor. Im
Falle des Wertes lambda' wird nun anhand eines weiteren
funktionellen Elements 50 aus dem Wert von lambda' nach
vorherger Subtraktion 47 einer zweiten zugeführten '1' 48
der Quotient (lambda' -1)/lambda' gebildet. Im anderen Fall
des Vorliegens einer '1' am Ausgang des Maximierers 46
ergibt sich jedoch am Ausgang des Funktionselementes 50 der
Wert '0'. Der am Ausgang des Funktionselements 50
vorliegende Wert wird zunächst einem ersten Multiplizierer
51 zugeführt, wo entsprechend Gleichung (5) eine
Multiplikation mit dem Umrechnungsfaktor fupsrl erfolgt, und
danach der sich so ergebende Produktwert einem zweiten
Multiplizierer 52 zugeführt, mittels dessen das Produkt mit
pirg gemäß Gleichung (4) gebildet wird. Anschließend wird
der so gewonnene Wert fupsrl.pirgl gemäß Gleichung (5)
einem Addierer 53 zugeführt, in dem dieser Wert zu rlab
hinzuaddiert wird, womit letztlich der Wert von rl, d. h. die
gesamte im Brennraum voliegende Luftmasse, resultiert.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines
Steuerelementes, 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 ist und zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet 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 Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann
insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung
kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory.
Claims (9)
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1),
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei der in einem
Verbrennungszyklus eine Luftmasse (42) und eine
Kraftstoffmasse (3) einem Brennraum (4) zugeführt werden,
wobei die Gemischzusammensetzung lambda von Luftmasse zu
Kraftstoffmasse voreinstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Verbrennungszyklus mit einer
Gemischzusammensetzung lambda größer als 1 ein nach
erfolgter Verbrennung in dem Brennraum (4)
vorliegender Anteil an Restluft ermittelt und die in
einem darauffolgenden Verbrennungszyklus dem Brennraum
(4) zugeführte Luftmasse um den Anteil an Restluft
entsprechend verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der nach erfolgter Verbrennung im Brennraum (4)
verbleibende Anteil an Restluft (pirgl) aus dem
Restgaspartialdruck (pirg) über die Gemischzusammensetzung
lambda' (44) der jeweils vorhergehenden Verbrennung über die
Beziehung
berechnet wird.
berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die in einem Verbrennungszyklus dem
Brennraum (4) zugeführte Luftmasse (42) mittels einer
Lambdavorsteuerung eingestellt wird und die in dem jeweils
darauffolgenden Verbrennungszyklus die Verringerung um den
Anteil an Restluft mittels einer entsprechenden
Lambdavorsteuerung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die in einem Verbrennungszyklus im Brennraum (4)
vorliegende Luftmasse (38) ermittelt wird aus der Beziehung
rl = rlab + fupsrl.pirgl.
rl = rlab + fupsrl.pirgl.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche bei einer Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr
(2), von dem Luft der Brennkammer (4) zuführbar ist, dadurch
gekennzeichnet, dass die dem Saugrohr (2) zugeführte
Luftmasse (7) gemäss der jeweils dem Brennraum (4)
verringert zugeführten Luftmasse (42) entsprechend
verringert wird.
6. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine (1),
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei der Mittel (2) zum
Zuführen einer Luftmasse (42) und einer Kraftstoffmasse (3)
in einen Brennraum (4) sowie Mittel (12, 16-18) zum
Ansteuern einer Gemischzusammensetzung lambda von Luftmasse
zu Kraftstoffmasse vorgesehen sind,
gekennzeichnet durch
Mittel (45, 46) zum Feststellen des Vorliegens eines Verbrennungszyklus' mit einer Gemischzusammensetzung lambda größer als 1;
Mittel (12, 50) zum Ermitteln eines nach erfolgter Verbrennung in dem Brennraum (4) vorliegenden Anteils an Restluft;
Mittel (12, 50, 51-53) zum Berechnen einer in einem darauffolgenden Verbrennungszyklus dem Brennraum (4) zuzuführenden, verringerten Luftmasse aus dem Anteil an Restluft.
Mittel (45, 46) zum Feststellen des Vorliegens eines Verbrennungszyklus' mit einer Gemischzusammensetzung lambda größer als 1;
Mittel (12, 50) zum Ermitteln eines nach erfolgter Verbrennung in dem Brennraum (4) vorliegenden Anteils an Restluft;
Mittel (12, 50, 51-53) zum Berechnen einer in einem darauffolgenden Verbrennungszyklus dem Brennraum (4) zuzuführenden, verringerten Luftmasse aus dem Anteil an Restluft.
7. Steuergerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
Mittel zum Berechnen des nach erfolgter Verbrennung im
Brennraum (4) verbleibenden Anteils an Restluft (pirgl) aus
dem Restgaspartialdruck (pirg) über die
Gemischzusammensetzung lambda' der jeweils vorhergehenden
Verbrennung über die Beziehung
8. Steuergerät nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet
durch Mittel zum Zusammenarbeiten mit einer Lambdaregelung
(12, 16-18), wobei die in einem Verbrennungszyklus dem
Brennraum (4) zugeführte Luftmasse (42) mittels einer
Lambdavorsteuerung einstellbar ist und die in dem jeweils
darauffolgenden Verbrennungszyklus zugeführte Luftmasse
mittels einer entsprechenden Lambdavorsteuerung einstellbar
ist.
9. Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
gekennzeichnet durch
ein Verfahren zu ihrem Betrieb nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und/oder ein
Steuergerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 6
bis 8.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19908401A DE19908401C2 (de) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch |
IT2000MI000254A IT1316635B1 (it) | 1999-02-26 | 2000-02-15 | Procedimento e dispositivo per il funzionamento di un motoreendotermico,specialmente di un autoveicolo,con miscela magra |
US09/510,454 US6273077B1 (en) | 1999-02-26 | 2000-02-22 | Method and apparatus for operation of an internal combustion engine, especially of a motor vehicle, with a lean fuel/air mixture |
FR0002377A FR2790282B1 (fr) | 1999-02-26 | 2000-02-25 | Procede et appareil de mise en oeuvre d'un moteur a combustion interne notamment d'un vehicule avec un melange carburant/air pauvre |
JP2000049562A JP4431242B2 (ja) | 1999-02-26 | 2000-02-25 | 内燃機関の作動方法および内燃機関制御装置のための制御エレメント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19908401A DE19908401C2 (de) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19908401A1 DE19908401A1 (de) | 2000-08-31 |
DE19908401C2 true DE19908401C2 (de) | 2001-12-06 |
Family
ID=7898992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19908401A Expired - Fee Related DE19908401C2 (de) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6273077B1 (de) |
JP (1) | JP4431242B2 (de) |
DE (1) | DE19908401C2 (de) |
FR (1) | FR2790282B1 (de) |
IT (1) | IT1316635B1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10250657B4 (de) * | 2002-10-31 | 2012-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10045421A1 (de) * | 2000-09-14 | 2002-03-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
JP4065182B2 (ja) * | 2001-11-20 | 2008-03-19 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 内燃機関の運転方法および内燃機関の運転制御装置 |
DE102005051358A1 (de) * | 2005-10-25 | 2007-04-26 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abgasmasse im AGR-Kanal einer magerbetreibbaren Brennkraftmaschine |
US20070204489A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-06 | Corrado Frank L | Earthmoving device with materials handling improvements |
EP2388461A1 (de) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der internen Abgasrückführung eines Verbrennungsmotors |
CN112267948B (zh) * | 2020-10-20 | 2022-12-06 | 东风越野车有限公司 | 一种确定发动机循环氧气质量的方法和喷油量控制方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19756619A1 (de) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Bosch Gmbh Robert | System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3917908A1 (de) * | 1989-06-01 | 1990-12-06 | Siemens Ag | Verfahren zum bestimmen der luftfuellung des arbeitsvolumen einer fremdgezuendeten kolbenbrennkraftmaschine und zum bestimmen der kraftstoffeinleitmasse |
US4995258A (en) * | 1990-04-26 | 1991-02-26 | General Motors Corporation | Method for determining air mass in a crankcase scavenged two-stroke engine |
JP3757433B2 (ja) * | 1995-05-18 | 2006-03-22 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
DE19740970A1 (de) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
-
1999
- 1999-02-26 DE DE19908401A patent/DE19908401C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-02-15 IT IT2000MI000254A patent/IT1316635B1/it active
- 2000-02-22 US US09/510,454 patent/US6273077B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-25 JP JP2000049562A patent/JP4431242B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-25 FR FR0002377A patent/FR2790282B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19756619A1 (de) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Bosch Gmbh Robert | System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10250657B4 (de) * | 2002-10-31 | 2012-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ITMI20000254A0 (it) | 2000-02-15 |
FR2790282B1 (fr) | 2005-06-24 |
JP4431242B2 (ja) | 2010-03-10 |
FR2790282A1 (fr) | 2000-09-01 |
US6273077B1 (en) | 2001-08-14 |
JP2000257475A (ja) | 2000-09-19 |
ITMI20000254A1 (it) | 2001-08-15 |
IT1316635B1 (it) | 2003-04-24 |
DE19908401A1 (de) | 2000-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE602004003390T2 (de) | Verfahren zur echtzeitbestimmung einer kraftstoffeinspritzungsströmungscharakteristik | |
DE2849554C2 (de) | Einrichtung zum Festlegen der Zusammensetzung des Gas-Inhalts von Zylindern bei Brennkraftmaschinen | |
EP1307640B1 (de) | VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES STICKOXID (NOx)-SPEICHERKATALYSATORS | |
DE102006020675A1 (de) | Verfahren zur Lambda- und Momentenregelung einer Verbrennungskraftmaschine sowie Programmalgorithmus | |
DE3423144A1 (de) | Verfahren zum steuern der kraftstoffzufuhr zu einer brennkraftmaschine bei beschleunigung | |
EP0965734A2 (de) | Regelstrategie für einen NOx-Speicher | |
DE4446107C2 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Regeln des Luft/Brennstoff-Gemisches bei einer Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen | |
DE4120062C2 (de) | Vorrichtung zum Erkennen von schwer verdampfbarem Kraftstoff | |
EP1495222B1 (de) | Verfahren zum berwachen einer brennkraftmaschine | |
DE3821357A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur lambdaregelung mit mehreren sonden | |
DE3143398A1 (de) | "verfahren zur steuerung des luft-kraftstoff-verhaeltnisses" | |
DE2941753A1 (de) | Verfahren zum regeln der zusammensetzung des betriebsgemisches an einer brennkraftmaschine | |
WO2002014658A1 (de) | VERFAHREN UND STEUERGERÄT ZUM BESTIMMEN DES ZUSTANDS EINES STICKOXID (NOx)-SPEICHERKATALYSATORS | |
DE19908401C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch | |
DE10256241A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer eine Abgasrückführung aufweisenden Brennkraftmaschine | |
DE19819937C1 (de) | Betriebsverfahren für eine elektronische Motorsteuerung | |
DE19727297C2 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs | |
EP1159517B1 (de) | Verfahren zum betreiben eines katalysators einer brennkraftmaschine | |
DE3036199A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines verbrennungsmotors mit kraftstoffeinspritzung an einer einzigen einspritzstelle und einrichtung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens | |
DE102004030614B4 (de) | Regelvorrichtung für Kraftstoff/Luft-Verhältnis für Mehrzylindermotor | |
WO2001049991A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines dreiwegekatalysators einer brennkraftmaschine | |
DE10057013B4 (de) | Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuersystem für einen Verbrennungsmotor | |
DE19849272B4 (de) | Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführungs(AGR)-Systems eines Verbrennungsprozesses | |
DE4235503C2 (de) | Steuersystem für das Luft-/Kraftstoffverhältnis für Verbrennungsmotoren | |
DE10300194A1 (de) | Verfahren zum Überwachen einer Brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |