DE4306905A1 - Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens

Info

Publication number
DE4306905A1
DE4306905A1 DE4306905A DE4306905A DE4306905A1 DE 4306905 A1 DE4306905 A1 DE 4306905A1 DE 4306905 A DE4306905 A DE 4306905A DE 4306905 A DE4306905 A DE 4306905A DE 4306905 A1 DE4306905 A1 DE 4306905A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinder
combustion
internal combustion
combustion engine
probe
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.)
Withdrawn
Application number
DE4306905A
Other languages
English (en)
Inventor
Till Keesmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE4306905A priority Critical patent/DE4306905A1/de
Priority to PCT/DE1994/000260 priority patent/WO1994020743A1/de
Priority to EP94908967A priority patent/EP0687342A1/de
Publication of DE4306905A1 publication Critical patent/DE4306905A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/626Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • F02D41/1443Plural sensors with one sensor per cylinder or group of cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/021Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using an ionic current sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/025Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern der Ver­ brennung in einer Brennkraftmaschine, bei dem Meßwerte der Verbrennungsgase für t (Temperatur), p (Druck), s (Strömungsgeschwindigkeit) und für den Gehalt an O2 (Sauerstoff), CO (Kohlenmonoxyd), HC (Kohlenwasserstoff) und/oder H2O (Wasserdampf), in zeitlicher Abhängigkeit vom Verbrennungstaktverlauf des jeweils zugeordneten Zylinders ermittelt werden und aus den gewonnenen Meßwerten eine Steu­ ergröße für die Brennkraftmaschine abgeleitet wird, und eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 9202967 (Anwalts-Akte: P 69 418) ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die kataly­ tische Nachverbrennung der Abgase durch in den Abgasleitun­ gen der einzelnen Zylinder angeordneten Sonden gewonnenen Meßwerten angesteuert wird.
Zur Förderung der Verbrennung sind möglichst aktuelle Meß­ werte wünschenswert und diese zu gewinnen, ist Aufgabe der Erfindung. Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die Messungen im Inneren eines Zylinders erfolgen, und vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, daß minde­ stens eine Sonde zur Durchführung der genannten Messung im Inneren eines Zylinders angeordnet ist.
In vielen Fällen wird zur Verbrennungsförderung eine zentra­ le Funktion der Brennkraftmaschine angesteuert, die sich al­ so auf alle Zylinder bezieht. Für diesen Fall empfiehlt es sich, daß aus den in einzelnen Zylindern gewonnenen Meßwer­ ten aller Zylinder ein kombinierter Meßwert errechnet wird und daß in Abhängigkeit von dem kombinierten Meßwert die Verbrennung der Brennkraftmaschine angesteuert wird.
Zur Verbrennungsförderung kann zum Beispiel der Zündeinsatz angesteuert werden in Abhängigkeit von Ventiltakt. Ein be­ vorzugtes Verfahren zur Verbesserung der Verbrennung ist da­ durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von gewonnenen Meßwerten Verbrennungsluft stromaufwärts einer katalytischen Nachverbrennung von außen in den Abgasstrom zugeführt wird.
Eine nach der Erfindung im Inneren eines Zylinders angeord­ nete Sonde ist vorzugsweise in unmittelbarer Nachbarschaft der Kerze des zugehörigen Zylinders angeordnet und/oder in unmittelbarer Nähe des Auspuffs des betreffenden Zylinders angeordnet.
Als Sonde ist bevorzugt ein Partikelsensor, auf dessen akti­ ver Oberfläche zum Messen der Beladung eines Mediums mit Meßpartikeln diese aus dem an der Sonde vorbeiströmenden Me­ dium niedergeschlagen werden und dann im Niederschlag ver­ messen und beseitigt wird.
Bei einem solchen Partikelsensor oder einer anderen elek­ trisch betriebenen Sonde kann die aktive Oberfläche aus elektrisch leitendem Metall bestehen, vorzugsweise, weil sensibler, besteht die aktive Oberfläche aus elektrisch lei­ tendem Nichtmetall. Dabei empfiehlt es sich, daß mindestens der die aktive Oberfläche bildende Teil der Sonde massiv aus dem elektrisch leitenden Nichtmetall besteht.
Als Nichtmetall ist vorzugsweise eingesetzt Fulleren - soge­ nannte Käfigmoleküle aus sphärisch angeordneten C-Atomen - vorzugsweise mit der chemischen Summenformel XrC2n, mit:
X = Pd, Rb, Cs und/oder Fr;
r = 0, 1, 2 . . .
n = 16, 17, 18 . . . ., und/oder davon abgeleitete Fulleride.
Dabei empfiehlt es sich, daß zur Begünstigung der elektri­ schen Stromleitung Fremdatome, vorzugsweise H, Li, Na, K, Pd, Rb, Cs und/oder Fr dem Fulleren beziehungsweise Fullerid durch Dotierung, Einlagerung, Anlagerung und/oder Bemischung zuge­ fügt sind.
Für die in Frage stehenden Sonden beziehungsweise dem Parti­ kelsensor ist vorzugsweise elektrisch leitende, vorzugsweise supraleitfähige Keramik als Nichtmetall eingesetzt.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung nä­ her erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 schematisch eine Brennkraftmaschine be­ stückt mit Sonden nach der Erfindung,
Fig. 2 und 3 je ein Diagramm zum Betrieb dieser Brenn­ kraftmaschine,
Fig. 4 einen Zylinder aus Fig. 1 im Teil­ schnitt,
Fig. 5, 6 und 7 Sonden nach der Erfindung im Schnitt, wie sie unter anderem zum Messen der Gehälter an O2, CO, HC und/oder H2O in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 einsetzbar sind.
In Fig. 1 ist mit 5 eine mit vier Zylindern 1 bis 4 ausge­ stattete Brennkraftmaschine bezeichnet. Die Abgase dieser Zylinder 1 bis 4 strömen über, den einzelnen Zylinder zu­ geordnete Einzelleitungen 6 bis 9 in eine Abgassammelleitung 10. In den Einzelleitungen 6 bis 8 ist je ein Katalysator 11 bis 14 vorgesehen und in der Sammelleitung ein Katalysator 15. Die Katalysatoren 11 bis 15 dienen zur katalytischen Nachverbrennung der Abgase. Den Katalysatoren sind Zusatz­ heizungen 16 bis 20 zugeordnet.
In den Zylindern sind Meßsonden 76 bis 79 angeordnet. In den Einzelleitungen 6, 7, 8 und 9 sind, stromaufwärts dicht hin­ ter dem Austritt aus den zugehörigen Zylindern 1 bis 4 und stromaufwärts des zugehörigen Katalysators 11 bis 14, Meß­ sonden 21 bis 28 angeordnet. Weitere Meßsonden 29 und 30 sind stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators 15 in der Abgassammelleitung 10 und zwar stromabwärts sämtlicher Einmündungen der Einzelleitungen angeordnet. Alle diese Meß­ sonden sind über Meßleitungen 31 bis 40 und 72 bis 75 an ein Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen. Die Meßsonden 21 bis 30 oder einzelne davon können auch weggelassen werden.
Von dem Rechen- und Steuergerät gehen diverse Steuerleitun­ gen aus und zwar Steuerleitungen 42 bis 45 zur individuellen Ansteuerung der Verbrennung in den einzelnen Zylindern. Steuerleitungen 46, 47, 48, 49, 50 zur individuellen An­ steuerung der Zusatzheizungen 16 bis 20, eine Steuerleitung 51 zur Ansteuerung des Betriebes der Brennkraftmaschine 5 und Steuerleitungen 52 bis 56 zur Ansteuerung von Ventilen 67 bis 61.
Diese Ventile 57 bis 61 sind in Gasleitungen 62 bis 66 vorgesehen. Diese Gasleitungen münden in die Einzelleitungen und in die Sammelleitungen und zwar die Gasleitung 62 in die Einzelleitung 6, die Gasleitung 63 in die Einzelleitung 7, die Gasleitung 64 in die Einzelleitung 8, die Gasleitung 65 in die Einzelleitung 9 und die Gasleitung 66 in die Sammel­ leitung 10. Die Gasleitungen führen an die Verbrennungs­ kraftmaschine 5 und sind dort in nicht dargestellter Weise an die Verbrennungsluftzufuhr angeschlossen, so daß bei ge­ öffnetem zugehörigen Ventil, zum Beispiel dem Ventil 57, Verbrennungsluft in die zugehörige Leitung, zum Beispiel die Einzelleitung 6 strömt und zwar in einem Mengenfluß, der ab­ hängig ist von dem Grad der Öffnung des betreffenden Ventils, das zu diesem Zweck differenziert öffenbar ist.
Die gezeichneten Meßsonden 21 bis 30 symbolisieren mögli­ cherweise jede für sich mehrere Meßsonden, die dann über entsprechend vorgesehene, individuelle Meßleitungen an das Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen sind. Dabei handelt es sich um Meßsonden zum Messen von t, p, s und für den Ge­ halt an O2, CO, HC und H2O. Der Einfachheit halber wird nachfolgend immer nur von einer Meßsonde und einem zugehöri­ gen Meßwert gesprochen, obwohl es sich an jeder Meßstelle um mehrere Meßgeräte für verschiedene Meßwerte handeln kann und entsprechend viele Meßwerte gewonnen werden. Die Ausgestal­ tung der Sonden zur Messung von t, p und s ist konventionell. Die Ausgestaltung der Sonden zur Messung der Gehälter an O2, CO, HC und H2O wird weiter unten beschrieben anhand der Fig. 5 bis 7.
Die in den Einzelleitungen gewonnenen Meßwerte dienen dazu, die Verbrennung in dem zugehörigen Zylinder und dem zugehö­ rigen Katalysator anzusteuern zum Zwecke der Optimierung. Sie dienen außerdem dazu, kombinierte Meßwerte zu errechnen, die ebenso wie die in der Sammelleitung 10 gewonnenen Meß­ werte oder anstelle dieser dazu dienen können, die Verbren­ nung in der Brennkraftmaschine 5 und in dem Katalysator 15 anzusteuern, zum Zwecke der Optimierung.
Die Ansteuerung der Verbrennung in den einzelnen Zylindern kann erfolgen durch individuelle Verstellung des Zündverzuges, der Einspritzung, der Verbrennungsluftzufuhr oder dergleichen. Die Ansteuerung der Verbrennung der Brenn­ kraftmaschine kann erfolgen durch Verstellung des Zündvollzuges, der Einspritzung der Verbrennungsluftzufuhr, Drehzahländerung oder dergleichen.
Die Ansteuerung der Nachverbrennung in den Katalysatoren er­ folgt durch Einstellung der zugehörigen Zusatzheizung 16 bis 20 und/oder der Verbrennungsluftzufuhr durch Einstellung der zugehörigen Ventile 57 bis 61.
Die Meßwerte in der Sammelleitung 10 werden entweder konti­ nuierlich oder in einer hinreichenden Taktfolge gewonnen. Die Meßwerte in den Einzelleitungen werden in zeitlicher Ab­ hängigkeit vom Verbrennungstaktverlauf gewonnen, wie dies im einzelnen nun anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird.
In beiden Diagrammen ist auf der waagerechten Achse die Zeit T aufgetragen und zwar in beiden Figuren im gleichen Maßstab. Die Kennlinien K1 bis K4 symbolisieren die Taktfol­ ge der Zylinder 1 bis 4. Mit B1;1 ist der erste betrachtete Verbrennungszyklus des Zylinders 1 bezeichnet. Mit B1;2 ist der erste betrachtete Verbrennungszyklus des Zylinders 2 bezeichnet. Mit B2;1 ist der zweite betrachtete Verbren­ nungstakt des Zylinders 1 bezeichnet und so fort, wobei der erste Index jeweils fortlaufend den Verbrennungstakt angibt und der zweite Index den betreffenden Zylinder. Für den Ver­ brennungstakt B1;1 sind die zeitlich aufeinanderfolgenden Meßpunkte M1;1 bis M1;9 vorgesehen, die zeitlich gleichmäßig über einen, dem Verbrennungstakt B;1 zugeordneten Zeitab­ schnitt verteilt sind, wobei dieser Zeitabschnitt so bemes­ sen ist, daß er die Zeit des zugehörigen Abgasausstoßes aus diesem Zylinder für den betrachteten Verbrennungstakt umfaßt. Der Ausstoß beginnt kurz vor dem M1;1 entsprechenden Zeitpunkt und ist beendet kurz nach dem M1;9 entsprechenden Zeitpunkt. In dem Meßabschnitt 70, der durch die Meßpunkte M1;1 bis M1;9 bestimmt ist, verändert sich die Abgasqualität an der Meßstelle des Meßorgans 21 in der Einzelleitung, be­ dingt durch den Ausstoß. Kurz danach stellen sich infolge Vermischung mehr oder weniger gleichbleibende Verhältnisse ein bis zum nächstfolgenden Meßabschnitt 71, der entspre­ chend dem nächstfolgenden Verbrennungstakt B2;1 zugeordnet ist. Die zeitliche Veränderung eines Meßwertes ist durch ei­ ne Kennlinie L1 in Fig. 3 symbolisiert. Diese Kennlinie hat in dem Meßabschnitt 70 einen, grob gesagt, sinusförmigen Verlauf und ist anschließend bis zum nächsten Meßabschnitt etwa geradlinig. Dabei handelt es sich um eine sehr vergrö­ berte und vereinfachte Darstellung, denn die tatsächliche gemessene Kennlinie L1 ist sehr viel variantenreicher. Sie ist auch unterschiedlich, je nachdem, was für ein Meßwert gemessen wird.
Der Kennlinienverlauf wiederholt sich bei gleichbleibendem Betrieb von Verbrennungstakt zu Verbrennungstakt und sieht für die anderen Zylinder ähnlich aus. Die Feinstruktur die­ ser Kennlinie gibt Aufschluß über den Verbrennungsvorgang in dem zugeordneten Zylinder und damit die Möglichkeit einer sehr differenzierten Nachsteuerung der Verbrennung im zuge­ hörigen Zylinder beziehungsweise in der genannten Brenn­ kraftmaschine und auch der zugeordneten Nachverbrennung. Um die Meßwerte M1;1 bis M1;9 zu ermitteln, wird ein sehr reak­ tionsschnelles Meßgerät benötigt. Das steht, angesichts der hohen Taktfolge in modernen Brennkraftmaschinen unter Um­ ständen nicht zur Verfügung. Für diesen Fall behilft man sich mit einer verlängerten Taktfolge der Messungen, die un­ ter der zulässigen Voraussetzung, daß mehrere aufeinander­ folgende Verbrennungsvorgänge in ein und demselben Zylinder im Rahmen der hier betrachteten Genauigkeit identisch verlaufen, vorgesehen sind.
Zur Erläuterung dessen werden die Meßpunkte der aufeinander­ folgenden Takte B1;1, B2;1, B3;1, . . . . Bn;1 wie folgt bezeichnet: Der erste Meßpunkt von B2;1 wird mit M2;1 bezeichnet, der nächste mit M2;2 und so fort bis M2;9. Die entsprechenden Meßpunkte des nächsten Taktes B3;1 werden mit M3;1 bis M3;9 bezeichnet und so fort, wobei der erste Index die laufenden Nummer des betrachteten Taktes und der zweite Index den Meßpunkt innerhalb des betreffenden Taktes bezeichnet. Es werden nun nicht die Meßpunkte M1;1 bis M1;9 ermittelt, sondern es wird die Kennlinie ermittelt, aufgrund der Meßpunkte M1;1, M3;1, M5;1, M7;1 und so fort bis M17;1, wie dies in Fig. 3 in Klammern eingetragen ist. Zwischen dem Meßpunkt M1 und dem Meßpunkt M2 besteht ein zeitlicher Abstand von einem Bruchteil des Zylindertaktes. Zwischen den Meßpunkten M1;1 und M3;2 besteht ein zeitlicher Abstand der etwas größer ist als zwei Zylindertakte. Diesen Abstand kann man noch vergrößern, indem man statt auf zwei Zylindertakte, auf sehr viele Zylindertakte, zum Beispiel auf hundert Zy­ lindertakte vergrößert. Dann ist der erste Meßpunkt für die Gewinnung der Kennlinie L1 M1;1, der zweite Meßpunkt M100;2 und so fort, oder allgemein gesagt: Die Kennlinie L1 wird gebildet aus Meßpunkten Mn;i.
mit n = fortlaufende Zählung der Verbrennungstakte,
i = fortlaufende Zählung der Meßpunkte eines Ver­ brennungstaktes.
Man kann diesen zeitlichen Versatz für die einzelnen ver­ schiedenen Messungen, zum Beispiel die Messung des O2- Gehaltes und die Messung der Temperatur für ein und densel­ ben Zylinder unterschiedlich gestalten, entsprechend der un­ terschiedlichen Ansprechgeschwindigkeit und Erholungszeit der verschiedenen Meßgeräte.
Bei dem in Fig. 4 im Teilschnitt dargestellten Zylinder 1 aus Fig. 1 ist der Zylindertopf mit 85, der Kolben mit 84, eine Zündkerze mit 83 und je ein Auspuff mit 81 und 82 bezeichnet. Die Meßsonde 76 ist in unmittelbarer Nähe des Auspuffs 82 angeordnet. In Abänderung des Ausführungsbei­ spiels nach Fig. 1 bis 4 kann statt der Sonde 76 oder zu­ sätzlich zu dieser eine Sonde 76a in unmittelbarer Nähe der Zündkerze 83 angeordnet sein, die dann mit einer Meßleitung 72a an das Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen ist.
Die Sonde 101 aus Fig. 5 besteht aus einem Kupferkern 102, in den ein Heizstab 103 eingelassen ist. Der Kupferkern 102 ist über eine elektrische Leitung 104 an einen elektrischen Steuergenerator 105 angeschlossen und der Heizstab 103 ist an eine Stromquelle 106 angeschlossen.
Das vordere Ende der Sonde, das von dem zu vermessenden Medi­ um 107 umströmt wird, ist mit einer Schicht 108 aus elek­ trisch leitendem Nichtmetall beschichtet.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Sonde 110 sind zwei Elek­ troden 111, 112 aus Kupfer vorgesehen, die an einen Steuer­ generator 113 angeschlossen sind. Beide Elektroden 111 und 112 sind mit je einem elektroakustischen Wandler 114, 115 kontaktiert, die ebenfalls an den Steuergenerator 113 ange­ schlossen sind. Die beiden Elektroden sind flach einander gegenüberstehend angeordnet und es besteht ein Spalt 116 dazwischen. Auf den einander zugekehrten Seiten sind die Elektroden mit einer Beschichtung 117, 118 aus Nichtmetall, und zwar im Ausführungsbeispiel aus elektrisch leitfähigem Polymerabkömmling, beschichtet. Durch Anlegen elektrischer Spannungen wird auf den freien Oberflächen der Beschichtun­ gen 117, 118 ein elektrisches Potential erzeugt, das den Niederschlag der Meßpartikel aus dem durch den Spalt 116 strömenden Medium dort begünstigt. Der Niederschlag wird dann vermessen durch Ermittlung der Dielektrizitätskonstante und des Ohm′schen Widerstandes und nach der Messung abge­ sprengt durch kurzzeitiges Einschalten der beiden elektroa­ kustischen Wandler 114, 115. Anschließend wird die Messung wiederholt.
Fig. 7 zeigt eine Sonde 120, die massiv ist und durchgehend aus elektrisch leitendem Nichtmetall besteht.
Die Sonde 120 ist mit einem elektroakustischen Wandler 121 kontaktiert, weist in ihrem Inneren einen elektrischen Heiz­ stab 122 auf und ist elektrisch an einen Steuergenerator 124 angeschlossen, von dem auch der Wandler 121 und der Heizstab 122 angesteuert beziehungsweise erregt wird.
Bei dem Nichtmetall der Schicht 108 aus Fig. 5 und dem Ma­ terial der Sonde 120 aus Fig. 7 handelt es sich vorzugswei­ se um leitfähig gemachtes Fulleren oder Fullerid. Die Leit­ fähigkeit kann vorzugsweise hervorgerufen werden durch Do­ tieren mit Pd = Palladium. Es sind aber auch andere Dotie­ rungen möglich, wie einleitend angegeben.
Aus Gründen der thermischen Beständigkeit empfiehlt es sich, zwiebelschalenförmig aufgebaute Riesenfullerene oder faser­ förmige Fulleride einzusetzen. Man kann statt dessen aber auch weniger thermisch beständige Materialien einsetzen, zum Beispiel Fulleren C60, wenn man für die Sonden eine entspre­ chende Kühlung 125 beziehungsweise 126 mit Kühlmittelzufuhr 127 beziehungsweise 128 vorsieht. Bei dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 7 wird dann die Kühlung 126 im Wechseltakt mit der Heizung 122 betrieben.
In Abänderung der Darstellungen aus Fig. 5 bis 7 kann die Sonde beziehungsweise deren aktive Oberfläche aus elektrisch leitendem Metall bestehen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine, bei dem Meßwerte der Verbrennungsgase für t (Temperatur), p (Druck), s (Strömungsge­ schwindigkeit) und für den Gehalt an O2 (Sauerstoff), CO (Kohlenmonoxyd), HC (Kohlenwasserstoff) und/oder H2O (Wasserdampf), in zeitlicher Abhängigkeit von Verbrennungs­ taktverlauf des jeweils zugeordneten Zylinders ermittelt werden und aus den gewonnenen Meßwerten eine Steuergröße für die Brennkraftmaschine abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen im Inneren eines Zylinders erfolgen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den in einzelnen Zylindern gewonnenen Meßwerten aller Zylinder ein kombinierter Meßwert errechnet wird und daß in Abhängigkeit von dem kombinierten Meßwert die Ver­ brennung der Brennkraftmaschine angesteuert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von gewonnenen Meßwerten Verbren­ nungsluft stromaufwärts einer katalytischen Nachverbrennung von außen in den Abgasstrom zugeführt wird.
4. Vorrichtung zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine, bei der Gase im Inneren des Zylinders im Verbrennungstakt gemessen und aus den gewonnenen Meßwerten eine Steuergröße für die Brennkraftmaschine abgeleitet wird, insbesondere zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Sonden (76-79) im Inneren der einzelnen Zylinder (1) angeordnet sind, mit denen der zeitliche Verlauf der Meßwerte für t (Temperatur), p (Druck), s (Strömungsgeschwindigkeit) und für den Gehalt an O2 (Sauerstoff), CO (Kohlenmonoxyd), HC (Kohlenwasserstoff) und/oder H2O (Wasserdampf), in zeitlicher Abhängigkeit vom Verbrennungstaktverlauf des jeweils zugeordneten Zylinders gemessen werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sonde (76a) in unmittelbarer Nachbarschaft der Kerze (83) des zugehörigen Zylinders (1) angeordnet und/oder daß eine Sonde (76) in unmittelbarer Nähe des Auspuffs (82) des betreffenden Zylinders (85) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Oberfläche (117) der Sonde (101) aus elektrisch leitendem Nichtmetall besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der die aktive Oberfläche (117) bildende Teil der Sonde (101) massiv aus dem elektrisch leitenden Nichtmetall besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Nichtmetall eingesetzt ist:
Fulleren - sogenannte Käfigmoleküle aus sphärisch angeordneten C-Atomen - vorzugsweise mit der chemischen Summenformel XrC2n, mit: X = Pd, Rb, Cs und/oder Fr;
r = 0, 1, 2 . . . ;
n = 16, 17, 18 . . . ., und/oder daraus abgeleitete Fulleride.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begünstigung der elektrischen Stromleitung Fremdatome, vorzugsweise H, Li, Na, K, Pd, Rb, Cs und/oder Fr dem Fulleren durch Dotierung, Einlagerung, Anlagerung und/oder Bemischung zugefügt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Nichtmetall eingesetzt ist:
elektrisch leitende, vorzugsweise supraleitfähige Keramik.
DE4306905A 1993-03-05 1993-03-05 Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens Withdrawn DE4306905A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4306905A DE4306905A1 (de) 1993-03-05 1993-03-05 Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens
PCT/DE1994/000260 WO1994020743A1 (de) 1993-03-05 1994-03-04 Verfahren zum fördern der verbrennung in einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur ausübung dieses vefahrens
EP94908967A EP0687342A1 (de) 1993-03-05 1994-03-04 Verfahren zum fördern der verbrennung in einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur ausübung dieses vefahrens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4306905A DE4306905A1 (de) 1993-03-05 1993-03-05 Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4306905A1 true DE4306905A1 (de) 1994-09-08

Family

ID=6482012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4306905A Withdrawn DE4306905A1 (de) 1993-03-05 1993-03-05 Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4306905A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19950932A1 (de) * 1999-10-21 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Zündkerze für eine Brennkraftmaschine
DE10011614A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Delphi Tech Inc Verfahren zum Bestimmen des Beginns einer Verbrennung im Zylinder eines Verbrennungsmotors
DE10011621A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Delphi Tech Inc Verfahren zur Regelung der Mehrfacheinspritzung in einem Verbrennungsmotor
DE10049730A1 (de) * 2000-09-28 2002-04-18 Berstorff Gmbh Zahnradpumpe zur Förderung hochviskoser Medien und Verwendung dieser Zahnradpumpe
DE19716407B4 (de) * 1996-04-19 2006-03-23 Futaba Denshi Kogyo K.K., Mobara Modellmotor und Verfahren zur Steuerung eines Modellmotors

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19716407B4 (de) * 1996-04-19 2006-03-23 Futaba Denshi Kogyo K.K., Mobara Modellmotor und Verfahren zur Steuerung eines Modellmotors
DE19950932A1 (de) * 1999-10-21 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Zündkerze für eine Brennkraftmaschine
DE19950932B4 (de) * 1999-10-21 2004-04-08 Robert Bosch Gmbh Zündkerze für eine Brennkraftmaschine
DE10011614A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Delphi Tech Inc Verfahren zum Bestimmen des Beginns einer Verbrennung im Zylinder eines Verbrennungsmotors
DE10011621A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Delphi Tech Inc Verfahren zur Regelung der Mehrfacheinspritzung in einem Verbrennungsmotor
DE10049730A1 (de) * 2000-09-28 2002-04-18 Berstorff Gmbh Zahnradpumpe zur Förderung hochviskoser Medien und Verwendung dieser Zahnradpumpe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10020539A1 (de) Messanordnung und Verfahren zur Ermittlung von Ruß-Konzentrationen
DE19959871A1 (de) Sensor und Verfahren zur Ermittlung von Ruß-Konzentrationen
WO1991014855A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur betriebsüberwachung eines katalysators einer verbrennungsmaschine
EP2391878B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung der russbeladung in abgassystemen von dieselmotoren
DE102009033231A1 (de) Verfahren zur fahrzeugeigenen Funktionsdiagnose eines Rußsensors in einem Kraftfahrzeug und/oder zur Erkennung von weiteren Bestandteilen im Ruß
DE19853841C2 (de) Meßsonde und Meßverfahren zur schnellen Erfassung der Partikelkonzentration in strömenden und ruhenden unbrennbaren Gasen
EP0192084B1 (de) Verfahren zur Messung des Sauerstoffgehaltes im Abgas von Brennkraftmaschinen
DE3935149C2 (de)
DE102006058425A1 (de) Abgasrückführung mit einem Anemometer
DE2505231C3 (de) Vorrichtung zur Brennstoffregelung in Brennkraftmaschinen
AT501386B1 (de) Russsensor
EP2035785A1 (de) Messvorrichtung zur messung der durchflussrate eines verbrennungsgas-gemisches, aufweisend eine korrektureinrichtung
DE4306905A1 (de) Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens
DE4020601A1 (de) Durchflussmesser
DE10209755B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Überwachung der Arbeitsweise eines im Abgas einer Diesel-Verbrennungskraftmaschine angeordneten Partikelfilters
DE102018115623A1 (de) Verfahren zur Messung von Stickoxiden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO1994020743A1 (de) Verfahren zum fördern der verbrennung in einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur ausübung dieses vefahrens
DE4142959A1 (de) Sonde fuer einen partikelsensor
DE4236711A1 (en) Particulate soot determination e.g. for combustion gases - from EMF variation induced by deposition on an electrode in a solid electrolyte cell
EP0541895B1 (de) Sonde für einen Partikelsensor
EP0541922B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Nachverbrennung der Abgase einer Brennkraftmaschine
DE102004004162B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Verbrennungsgröße eines Verbrennungsvorgangs
DE4306904A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine
DE102006010094A1 (de) Verfahren zur Temperaturbestimmung im Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE19629554A1 (de) Verfahren zur Temperaturregelung für eine Lambdasonde

Legal Events

Date Code Title Description
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8139 Disposal/non-payment of the annual fee