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-Gemisch

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Description

Stand der Technik
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.
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.
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.
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.
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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

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10250657B4 (de) * 2002-10-31 2012-08-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

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