EP1712763A1 - Einrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Emissionswerts einer Einspritzbrennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Emissionswerts einer Einspritzbrennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP1712763A1
EP1712763A1 EP06007772A EP06007772A EP1712763A1 EP 1712763 A1 EP1712763 A1 EP 1712763A1 EP 06007772 A EP06007772 A EP 06007772A EP 06007772 A EP06007772 A EP 06007772A EP 1712763 A1 EP1712763 A1 EP 1712763A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
emission
determined
fuel
combustion
internal combustion
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Withdrawn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
EP06007772A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Dr. Gärtner
Peter Dr. Kozuch
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1712763A1 publication Critical patent/EP1712763A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • 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
    • F02D41/146—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 NOx content or concentration
    • F02D41/1461—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 NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine
    • F02D41/1462—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 NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine with determination means using an estimation
    • 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
    • F02D41/1466—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 a soot concentration or content
    • F02D41/1467—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 a soot concentration or content with determination means using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/32—Air-fuel ratio control in a diesel engine
    • 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]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow

Definitions

  • the invention relates to an injection internal combustion engine having an emission determination device for determining an emission value for the exhaust gas formed in the fuel combustion according to the preamble of claim 1 and to a method for determining an emission value for the exhaust gas formed in a combustion chamber of an injection internal combustion engine during fuel combustion according to the preamble of claim 7 ,
  • the nitrogen oxide content is determined from the air mass and fuel mass used in the cylinder and from the center of gravity of the fuel combustion.
  • the center of gravity of the fuel combustion is in turn determined by a measurement and evaluation of the combustion chamber pressure curve.
  • other methods for determining the center of gravity of fuel combustion are also known.
  • emission levels, particularly soot emission such simple models are not available.
  • the internal combustion engine according to the invention has an emission determination device which is designed to determine the center of gravity of the fuel combustion on the basis of detected operating variables of the internal combustion engine.
  • at least one soot emission value can be determined by the emission determining device as a function of the injection pressure and of the center of gravity of the fuel combustion.
  • the internal combustion engine is designed as a direct-injection, preferably multi-cylinder reciprocating engine and under the center of gravity of the fuel combustion is understood as usual, the crank angle position at which 50% of the participating in the combustion in a working cycle of the cylinder amount of fuel is implemented.
  • the soot emission value is preferably determined as the soot mass ejected from the cylinder per working cycle.
  • the emission determination device is preferably designed in the manner of a microcomputer and has an input unit for sensory or otherwise detected operating variables of the internal combustion engine, a computing unit and a memory unit.
  • the arithmetic unit processes in a predetermined manner data stored in the memory unit with some or all of the detected operating variables such that the center of gravity of the fuel combustion and, together with the detected injection pressure, the soot emission value are obtained.
  • the injection pressure is typically available as a sensor-sensed variable of the fuel injection device preferably designed as a common rail system.
  • the center of gravity of the combustion can be determined from the pressure profile detected in the combustion chamber by a pressure sensor.
  • the center of gravity of the combustion from a calculated combustion history of fuel combustion can be determined.
  • soot emission value stored characteristic curves or maps for the Dependence of the soot emission from the center of gravity of the fuel combustion and the fuel injection pressure taken.
  • the emission determination device 1 shown schematically in FIG. 1 serves to determine an emission value of an exhaust gas of an internal combustion engine (not shown).
  • the internal combustion engine is a multi-cylinder direct-injection diesel internal combustion engine.
  • the internal combustion engine preferably has a common rail injection system, a charging unit and an exhaust gas recirculation system.
  • means for detecting operating variables of the internal combustion engine are provided. These may be configured as sensors for detecting rotational speed, exhaust gas recirculation amount, air quantity, fuel injection timing, charge air temperature, and the like.
  • a sensor for detecting the fuel injection pressure is provided.
  • it can also be provided to detect operating variables indirectly, for example by an electronic control unit of the internal combustion engine. The explanation of details will be omitted here, as equipped with such operating size detection means internal combustion engines are common and known in the art.
  • the emission determination device 1 is preferably designed in the manner of a microcomputer with a computing unit R, a memory unit SP and an input / output unit I / O. It is provided that the individual components R, SP, I / O exchange data via corresponding data lines can.
  • the input / output unit I / O receives as input values E values of the detected operating variables of the internal combustion engine and makes them available for calculations of the arithmetic unit R. Using these values and data stored in the memory unit SP, the arithmetic unit R can carry out calculations which ultimately result in emission values of exhaust components formed during the fuel combustion in the cylinders.
  • the determined emission values can be output directly as output variables A via the input / output unit I / O, but it can also be provided an upstream conversion into control variables for the operation of the internal combustion engine.
  • at least one soot emission value can be determined by the emission determining device 1 as a function of the injection pressure and of the center of gravity of the fuel combustion as the emission value.
  • the determination of the emission values is preferably carried out online and in real time in parallel to the current internal combustion engine operation.
  • the determined emission values therefore correspond to the currently available emission values.
  • the central step here is the determination of the center of gravity of the fuel combustion, which will be discussed in more detail below.
  • a first advantageous method for determining the center of gravity of the fuel combustion comprises first carrying out a computational analysis of a pressure curve in a combustion chamber of a respective cylinder of the internal combustion engine by the computing unit R.
  • the arithmetic unit R receives measured values of the corresponding internal combustion chamber pressure, which is detected by a pressure sensor and the on - / output unit I / O to be supplied.
  • the arithmetic unit R processes these measured values by means of a mathematical model stored in the memory unit SP and first of all calculates a firing profile and, further therefrom, a cumulative firing profile. From the latter, the position of the combustion center of gravity results as the piston or crank angle position at which 50% of the fuel quantity participating in the combustion in one working cycle of the cylinder is converted.
  • Such a calculation model is, for example, in Pischinger, R., Krassnig, G., Taucar, G., Sams, Th .; Thermodynamics of the internal combustion engine, Springer-Verlag, 1989 described. However, any other calculation model can be used. Waiving details will be discussed below only necessary for understanding relationships, for which reference is made to Figs. 2a to 2c.
  • a smoothing or filtering of the detected pressure value p Z can be provided. Additionally or alternatively, an averaging over several cycles and / or multiple combustion chambers may be provided.
  • the variables mentioned can be present as measured variables and can be read in by the input / output unit I / O or can be made available as pre-stored empirically determined values in the memory unit SP.
  • a calculation may be provided on the basis of an empirical model or a phenomenological model stored in the memory unit SP.
  • Schreiner, K Investigations into the replacement combustion process and heat transfer in high-speed high-speed diesel engines, MTZ 54, No. 11, 1993 directed.
  • the procedure according to the invention for determining at least one soot emission value is based on the assumption that the soot emission can be determined essentially from a twofold dependence on the center of gravity S of the fuel combustion on the one hand and on the injection pressure on the other hand. Such a dependence could be confirmed experimentally and is preferably determined empirically in advance and stored in the memory unit SP in the form of suitable maps.
  • a typical for said dependence characteristic map is shown.
  • the emitted soot mass m R indicated here in grams per working cycle Asp for constant fuel injection pressure p E is approximately exponentially dependent on the center of gravity S of the fuel combustion.
  • Another dependency, as indicated by the corresponding arrow, is given by the fuel injection pressure p E.
  • For increasing injection pressure p E decreasing soot emission values m R result, as illustrated by the underlying curves.
  • the dependency of the soot emission m R on the center of gravity S of the fuel combustion on the one hand and on the injection pressure p E on the other hand in the form of the parameter representation sketched in FIG. 3 with the fuel injection pressure p E can be described as a parameter.
  • the center of gravity S of the fuel combustion is determined by the emission determining device 1
  • the fuel injection pressure p E is read in and, based on this data, the soot emission value m R stored according to the map is read out.
  • the previously determined empirical dependency can also be described by a corresponding formulaic relationship that is stored in the memory unit SP and to which the arithmetic unit R uses to determine the soot emission value.
  • a nitrogen oxide emission value can be determined by the emission determination device 1 in addition to the soot emission value. It was possible to confirm the assumption that the nitrogen oxide emission also depends essentially on the center of gravity S of the fuel combustion on the one hand and on the injection pressure p E on the other hand.
  • Fig. 4 shows the determined ratios in the form of a map, analogous to the characteristic diagram for soot emission shown in FIG.
  • the soot emission m R results in a reverse dependence on the fuel injection pressure p E , ie at a constant center of gravity S occurs with increasing injection pressure p E an increasing nitrogen oxide emission m NOx .
  • the procedure for determining the nitrogen oxide emission m NOx is analogous to the above-explained procedure for determining the soot emission m R , which is why it will not be discussed again at this point.
  • the emission values given here merely by way of example in grams per working cycle Asp can also be expressed by other units, the basic dependencies remaining unchanged.
  • the emission values of the gaseous emissions nitrogen oxide NOx and unburned uHC in total by volume of the exhaust gas are determined.
  • the particles emitted by an internal combustion engine generally consist of soot particles to which unburned hydrocarbons have accumulated.
  • determines from the soot emission value and the emission value of unburned hydrocarbons preferably a mass-related particle emission value.
  • empirically determined maps may also be stored in the memory unit SP.
  • weighted sum values from soot emission and emission of unburned hydrocarbons are preferably stored for different operating points of the internal combustion engine. From the emission determination device 1 is therefore the actual particle emission can be determined for each operating point of the internal combustion engine.
  • map sets are preferably stored in the memory unit SP analogous to the maps shown in Figures 3, 4 and 5 for the soot emission, the nitrogen oxide emission and the emission of unburned hydrocarbons for different amounts of exhaust gas recirculation.
  • the arithmetic unit R accesses data of the corresponding characteristic field. If necessary, it interpolates between the values of two characteristic diagrams.
  • the soot emission and the nitrogen oxide emission have opposite dependencies both on the center of gravity S of the fuel combustion and on the fuel injection pressure p E on.
  • the ratio of nitrogen oxide emission to soot emissions is of interest in assessing fuel combustion. According to the invention, it is therefore intended to determine a ratio of nitrogen oxide emission and soot emission and / or particle emission.
  • the invention thus allows the determination of the essential emission values (soot, particles, nitrogen oxide and / or unburned hydrocarbons) of an internal combustion engine.
  • the dependencies stored in maps or calculation models in the memory unit SP of the emission determination device 1 therefore make it possible to influence the operation of the internal combustion engine in terms of a target value specification for one or more of the emission values.
  • optimum operation of the internal combustion engine can be adjusted.
  • one or more operating variables of the internal combustion engine are changed such that there is a shift of the respective emission value in the direction of the target value.
  • Continuous detection of the ratio of nitrogen oxide emission and soot emission and / or particulate emission can be used to assess, for example, a wear-related change in engine operating parameters or, conversely, to have a corrective effect on changes in engine operating parameters that have occurred, so that the cleaning function of an exhaust gas purification system is largely retained.
  • networking of the emission determination device 1 with an on-board diagnostic device for determining malfunctions of all types is advantageous. For example, if a fuel circuit leak is reported to the fuel injector as the fuel injection pressure is lowered, the effect may be be determined on the formation of pollutants and the operation of the emission control system to be adjusted and / or other engine operating parameters are changed so that the corresponding effects on the tailpipe emissions remain as low as possible until the defect is resolved.
  • the emission determination device 1 can initiate an intervention in the internal combustion engine operation that compensates for the emission values as a countermeasure measure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Emissionsermittlungseinrichtung (1) zur Ermittlung eines Emissionswertes für das bei der Kraftstoffverbrennung gebildete Abgas sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines Emissionswertes für das bei einer Kraftstoffverbrennung in einem Brennraum eines Zylinders einer Einspritzbrennkraftmaschine gebildete Abgas.
Erfindungsgemäß ist von der Emissionsermittlungseinrichtung (1) in Abhängigkeit vom Einspritzdruck (pE) und von der Schwerpunktlage (S) der Kraftstoffverbrennung als Emissionswert wenigstens ein Rußemissionswert ermittelbar; für das Verfahren ist vorgesehen, dass aus dem erfassten Einspritzdruck (pZ) und der ermittelten Schwerpunktlage (S) der Kraftstoffverbrennung wenigstens ein Rußemissionswert ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Emissionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung eines Emissionswertes für das bei der Kraftstoffverbrennung gebildete Abgas gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines Emissionswertes für das bei einer Kraftstoffverbrennung in einem Brennraum einer Einspritzbrennkraftmaschine gebildete Abgas gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Es ist bekannt, dass der Brennverlauf einer Luft-Kraftstoffmischung maßgeblich die bei der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine entstehenden Emissionen beeinflusst. Der Brennverlauf ist jedoch in komplizierter Weise von einer Vielzahl von Betriebsparametern abhängig und der Zusammenhang zwischen den Betriebsparametern und dem Brennverlauf und den resultierenden Emissionswerten wird auch von aufwändigen Simulationsmodellen häufig nur unzureichend beschrieben. Für die Realisierung eines schadstoffarmen Betriebs ist eine Kenntnis dieser Zusammenhänge jedoch wünschenswert, um den Verbrennungsprozess zu optimieren und beispielsweise durch Veränderungen von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine deren Emissionen gezielt beeinflussen zu können. In Einzelfällen ist es gelungen, durch vergleichsweise einfache Rechnungen oder Korrelationen Stickoxid-Emissionswerte zu modellieren. So offenbart die DE 100 43 383 A1 ein Verfahren zur rechnerischen Bestimmung des Stickoxidgehalts in sauerstoffhaltigen Abgasen von Brennkraftmaschinen. In dem Verfahren wird der Stickoxidgehalt aus den bei der im Zylinder eingesetzten Luftmasse und Kraftstoffmasse sowie aus der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung bestimmt. Die Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung wird wiederum durch eine Messung und Auswertung des Brennraumdruckverlaufs bestimmt. Es sind jedoch auch andere Methoden zur Bestimmung der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung bekannt. Für andere Emissionswerte, insbesondere betreffend die Rußemission, sind dergleichen einfache Modelle jedoch nicht verfügbar.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren anzugeben, welche mit einfachen Mitteln eine verbesserte Bestimmung eines Emissionswertes ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Einspritzbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine verfügt über eine Emissionsermittlungseinrichtung, die zur Ermittlung der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung auf der Basis von erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ausgelegt ist. Erfindungsgemäß ist von der Emissionsermittlungseinrichtung in Abhängigkeit vom Einspritzdruck und von der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung wenigstens ein Rußemissionswert ermittelbar. Überraschend wurde gefunden, dass sich durch eine geeignete Verknüpfung von Einspritzdruck und Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung auf einfache Weise zuverlässige Informationen betreffend zumindest die sich bei der Kraftstoffverbrennung im Brennraum eines Zylinders ergebenden Rußemissionen gewinnen lassen. Die Brennkraftmaschine ist dabei als direkteinspritzende, vorzugsweise mehrzylindrige Hubkolbenmaschine ausgelegt und unter der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung ist wie üblich die Kurbelwinkelposition zu verstehen, bei welcher 50 % der an der Verbrennung in einem Arbeitszyklus des Zylinders teilnehmenden Kraftstoffmenge umgesetzt ist. Vorzugsweise wird als Rußemissionswert die je Arbeitszyklus aus dem Zylinder ausgestoßene Rußmasse ermittelt. Die Emissionsermittlungseinrichtung ist vorzugsweise in der Art eines Mikrocomputers ausgebildet und verfügt über eine Eingabeeinheit für sensorisch oder anderweitig erfasste Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, eine Recheneinheit und eine Speichereinheit. Die Recheneinheit verarbeitet in vorgegebener Weise in der Speichereinheit abgelegte Daten mit einigen oder allen erfassten Betriebsgrößen derart, dass die Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung und daraus zusammen mit dem erfassten Einspritzdruck der Rußemissionswert erhalten wird. Dabei ist der Einspritzdruck typischerweise als sensorisch erfasste Größe der vorzugsweise als Common-Rail-Anlage ausgeführten Kraftstoffeinspritzeinrichtung verfügbar.
  • Was das der Ermittlung der Verbrennungsschwerpunktlage zugrunde liegende Prinzip anbetrifft, so ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Schwerpunktlage der Verbrennung aus dem von einem Drucksensor erfassten Druckverlauf im Brennraum ermittelbar ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schwerpunktlage der Verbrennung aus einem errechneten Brennverlauf der Kraftstoffverbrennung ermittelbar.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Rußemissionswert abgespeicherten Kennlinien oder Kennfeldern für die Abhängigkeit der Rußemission von der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung und dem Kraftstoffeinspritzdruck entnommen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und zugehörigen Beispielen näher erläutert.
    • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    ein schematisches Blockbild einer vorteilhaften Ausführungsform einer Emissionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung eines Emissionswertes,
    Fig. 2a
    ein schematisches Druckverlaufs-Diagramm für die Abhängigkeit des Zylinderdrucks von der Kolbenposition,
    Fig. 2b
    ein schematisches Brennverlaufs-Diagramm für die Abhängigkeit eines Brennverlauf von einer Kolbenposition,
    Fig. 2c
    ein schematisches Summenbrennverlaufs-Diagramm für die Abhängigkeit eines Summenbrennverlaufs von einer Kolbenposition,
    Fig. 3
    ein schematisches Kennfeld für die Rußemission in Abhängigkeit von der Schwerpunktlage der Verbrennung und dem Kraftstoffeinspritzdruck,
    Fig. 4
    ein schematisches Kennfeld für die Stickoxidemission in Abhängigkeit von der Schwerpunktlage der Verbrennung und dem Kraftstoffeinspritzdruck und
    Fig. 5
    ein schematisches Kennfeld für die Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe in Abhängigkeit von der Schwerpunktlage der Verbrennung und dem Kraftstoffeinspritzdruck.
  • Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Emissionsermittlungseinrichtung 1 dient zur Ermittlung eines Emissionswertes eines Abgases einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird nachfolgend davon ausgegangen, dass es sich bei der Brennkraftmaschine um eine mehrzylindrige direkteinspritzende Diesel-Brennkraftmaschine handelt. Die Brennkraftmaschine verfügt vorzugsweise über eine Common-Rail-Einspritzanlage, eine Aufladeeinheit sowie eine Abgasrückführung. Ferner sind Mittel zur Erfassung von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine vorgesehen. Diese können als Sensoren zur Erfassung von Drehzahl, Abgasrückführmenge, Luftmenge, Steuerzeiten der Kraftstoffeinspritzung, Ladelufttemperatur und dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere ist eine Sensor zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzdrucks vorgesehen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, Betriebsgrößen indirekt, beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät der Brennkraftmaschine zu erfassen. Auf die Erläuterung von Einzelheiten wird an dieser Stelle verzichtet, da mit derartigen Betriebsgrößenerfassungsmitteln ausgestattete Brennkraftmaschinen gebräuchlich und dem Fachmann bekannt sind.
  • Die Emissionsermittlungseinrichtung 1 ist vorzugsweise in der Art eines Mikrocomputers mit einer Recheneinheit R, einer Speichereinheit SP und einer Ein-/Ausgabeeinheit E/A ausgeführt. Dabei ist vorgesehen, dass die einzelnen Bauteile R, SP, E/A über entsprechende Datenleitungen Daten austauschen können. Die Ein-/Ausgabeeinheit E/A erhält als Eingangsgrößen E Werte der erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und stellt diese für Berechnungen der Recheneinheit R zur Verfügung. Die Recheneinheit R kann unter Rückgriff auf diese Werte und auf in der Speichereinheit SP gespeicherte Daten Berechnungen ausführen, die letztlich Emissionswerte von bei der Kraftstoffverbrennung in den Zylindern entstandenen Abgasbestandteilen zum Ergebnis haben. Die ermittelten Emissionswerte können direkt als Ausgabegrößen A über die Ein-/Ausgabeinheit E/A ausgegeben werden, es kann jedoch auch eine vorgelagerte Umrechnung in Steuergrößen für den Betrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Erfindungsgemäß kann von der Emissionsermittlungseinrichtung 1 in Abhängigkeit vom Einspritzdruck und von der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung als Emissionswert wenigstens ein Rußemissionswert ermittelt werden. Die Ermittlung der Emissionswerte erfolgt dabei vorzugsweise online und in Echtzeit parallel zum laufenden Brennkraftmaschinenbetrieb. Die ermittelten Emissionswerte entsprechen daher den aktuell vorhandenen Emissionswerten. Zentraler Schritt ist hierbei die Ermittlung der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung, worauf nachfolgend näher eingegangen wird.
  • Eine erste vorteilhafte Methode zur Ermittlung der Schwerpunktlage der Kraftstoffverbrennung umfasst zunächst die Durchführung einer rechnerischen Analyse eines Druckverlaufs in einem Brennraum eines jeweiligen Zylinders der Brennkraftmaschine durch die Recheneinheit R. Hierzu erhält die Recheneinheit R Messwerte des entsprechenden Brennrauminnendrucks, die über einen Drucksensor erfasst und der Ein-/Ausgabeeinheit E/A zugeführt werden. Die Recheneinheit R verarbeitet diese Messwerte mittels eines in der Speichereinheit SP abgespeicherten Rechenmodells und berechnet daraus zunächst einen Brennverlauf und weiter daraus einen Summenbrennverlauf. Aus letzterem ergibt sich die Lage des Verbrennungsschwerpunkts als die Kolben- oder Kurbelwinkelposition, bei welcher 50 % der an der Verbrennung in einem Arbeitszyklus des Zylinders teilnehmenden Kraftstoffmenge umgesetzt ist. Ein derartiges Rechenmodell ist beispielsweise in Pischinger, R., Krassnig, G., Taucar, G., Sams, Th.; Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine, Springer-Verlag, 1989 beschrieben. Es kann jedoch auch ein beliebiges anderes Rechenmodell eingesetzt werden. Unter Verzicht auf Einzelheiten wird nachfolgend lediglich auf die zum Verständnis nötigen Zusammenhänge eingegangen, wozu auf die Fig. 2a bis 2c Bezug genommen wird.
  • Fig. 2a zeigt lediglich exemplarisch und schematisch einen sensorisch erfassten Druckverlauf pz = f(φ) des Brennraumdrucks pz in Abhängigkeit von der Kurbelwinkelposition φ über einen Verdichtungstakt und Arbeitstakt eines Zylinders der Brennkraftmaschine. Unter Berücksichtigung der im wesentlichen aus dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik folgenden und in der Speichereinheit SP abgelegten Gesetzmäßigkeiten ermittelt die Recheneinheit R aus diesem Druckverlauf pz = f(φ) den zugehörigen und in Fig. 2b schematisch dargestellten Brennverlauf dQ/dφ = f(φ) der Kraftstoffverbrennung. Dabei gibt der Brennverlauf dQ/dφ = f(φ) die je Kurbelwinkel dφ durch die Kraftstoffverbrennung freigesetzte Wärmemenge dQ in Abhängigkeit von der Kurbelwinkelposition φ an. Daraus ergibt sich durch Integration der in Fig. 2c dargestellte, auf 100 % normierte Summenbrennverlauf als Wert des aktuell bei der jeweiligen Kurbelwinkelposition φ bereits verbrannten Kraft - stoffanteils und die Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung als 50 %-Wert.
  • Für eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der solcherart berechneten Schwerpunktlage S kann eine Glättung oder Filterung des erfassten Druckwertes pZ vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Mittelung über mehrere Arbeitsspiele und/oder mehrere Brennräume vorgesehen sein. Für die Berechnungen des Brennverlaufs dQ/dφ = f(φ) ist es vorteilhaft, wenn die Zylinderladung hinsichtlich Frischluftmasse, Restgasmasse, Abgasrückführmenge sowie gegebenenfalls weiter Einflussgrößen wie Wandwärmeverluste, Leckage und dergleichen berücksichtigt werden. Die genannten Größen können dabei als Messgrößen vorliegen und von der Ein-/Ausgabeeinheit E/A eingelesen werden oder als vorab eingespeicherte empirisch ermittelte Werte in der Speichereinheit SP zur Verfügung stehen.
  • Als weitere Methode zur Ermittlung der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung kann alternativ oder zusätzlich eine Berechnung auf der Basis eines in der Speichereinheit SP abgelegten empirischen Modells oder eines phänomenologischen Modells vorgesehen sein. Dabei wird bei einem empirischen Modell der Brennverlauf dQ/dφ = f(φ) mittels einer mathematischen Funktion aus aktuellen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt.
  • Was ein gegebenenfalls eingesetztes empirisches Modell betrifft, so werden hier Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine über eine mathematische Funktion miteinander verknüpft und ergeben einen modellierten Brennverlauf dQ/dφ = f(φ), der graphisch als Polygonzug entsprechend dem in Fig. 2b dargestellten Kurvenlauf wiedergegeben werden kann. Als Betriebsgrößen können Kraftstoffeinspritzdruck, Drehzahl, Menge und Lage von Kraftstoffeinspritzvorgängen, Zylinderladung, Ladelufttemperatur, Abgasrückführmenge, Zündverzug und gegebenenfalls weitere Größen berücksichtigt werden. Diese Größen können analog zur oben erläuterten Druckverlaufsanalyse als Messwerte oder als abgespeicherte Größen zur Verfügung stehen. Für ein entsprechendes Modell betreffende Einzelheiten wird beispielhaft auf den Fachaufsatz von Schreiner, K.: Untersuchungen zum Ersatzbrennverlauf und Wärmeübergang bei schnelllaufenden Hochleistungsdieselmotoren, MTZ 54, Nr. 11, 1993 verwiesen.
  • Was ein gegebenenfalls eingesetztes phänomenologisches Modell betrifft, so sind eine Vielzahl von Modellen bekannt, die im wesentlichen auf einer physikalisch-chemischen Beschreibung des Brennverlaufs, gegebenenfalls unter besonderer Berücksichtigung des Einspritzverlaufs beruhen. Für ein entsprechendes Modell betreffende Einzelheiten wird beispielhaft auf den Fachaufsatz von Chmela, F., Orthaber, G., Schuster, W.: Die Vorausberechnung des Brennverlaufs von Dieselmotoren mit direkter Einspritzung auf Basis des Einspritzveralufs, MTZ 59, Nr. 7/8, 1998 verwiesen.
  • In den genannten Fällen wird jeweils ebenfalls der Brennverlauf bzw. ein Ersatzbrennverlauf dQ/dφ = f(φ) ermittelt, aus welchem sich gemäß den Erläuterungen zur Druckverlaufsanalyse die Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung ergibt.
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Ermittlung wenigstens eines Rußemissionswertes beruht auf der Annahme, dass die Rußemission sich im wesentlichen aus einer zweifachen Abhängigkeit von der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung einerseits und vom Einspritzdruck andererseits ermitteln lässt. Eine solche Abhängigkeit konnte experimentell bestätigt werden und wird bevorzugt vorab empirisch ermittelt und in der Speichereinheit SP in Form geeigneter Kennfelder hinterlegt.
  • In Fig. 3 ist ein für die genannte Abhängigkeit typisches Kennfeld dargestellt. Wie ersichtlich, ist die hier in Gramm je Arbeitsspiel Asp angegebene emittierte Rußmasse mR für konstanten Kraftstoffeinspritzdruck pE etwa exponentiell abhängig von der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung. Eine weitere Abhängigkeit ist, wie durch den entsprechenden Pfeil gekennzeichnet, vom Kraftstoffeinspritzdruck pE gegeben. Für zunehmenden Einspritzdruck pE ergeben sich, wie durch die untereinander liegenden Kurvenzüge dargestellt, abnehmende Rußemissionswerte mR. Insgesamt lässt sich daher die Abhängigkeit der Rußemission mR von der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung einerseits und vom Einspritzdruck pE andererseits in Form der in Fig. 3 skizzierten Parameterdarstellung mit dem Kraftstoffeinspritzdruck pE als Parameter beschreiben.
  • Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird von der Emissionsermittlungseinrichtung 1 daher wie vorstehend erläutert die Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung ermittelt, der Kraftstoffeinspritzdruck pE eingelesen und anhand dieser Daten der kennfeldmäßig abgelegte Rußemissionswert mR ausgelesen. Anstelle der in einem Kennfeld abgelegten Rußemissionswerte kann die vorab ermittelte empirische Abhängigkeit jedoch auch durch einen entsprechenden formelmäßigen Zusammenhang beschrieben werden, der in der Speichereinheit SP abgelegt ist und auf den die Recheneinheit R zur Ermittlung des Rußemissionswertes zurückgreift.
  • Es ist vorgesehen, dass von der Emissionsermittlungseinrichtung 1 zusätzlich zum Rußemissionswert ein Stickoxidemissionswert ermittelbar ist. Es konnte die Annahme bestätigt werden, dass auch die Stickoxidemission im wesentlichen von der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung einerseits und vom Einspritzdruck pE andererseits abhängig ist. Fig. 4 zeigt die ermittelten Verhältnisse in Form eines Kennfelds, analog des in Fig. 3 dargestellten Kennfelds für die Rußemission. Im Gegensatz zur Rußemission mR ergibt sich eine umgekehrte Abhängigkeit vom Kraftstoffeinspritzdruck pE, d.h. bei konstanter Schwerpunktlage S tritt bei zunehmendem Einspritzdruck pE eine zunehmende Stickoxidemission mNOx auf. Die Vorgehensweise bei der Ermittlung der Stickoxidemission mNOx ist jedoch analog zur oben erläuterten Vorgehensweise bei der Ermittlung der Rußemission mR, weshalb an dieser Stelle nicht nochmals darauf eingegangen wird.
  • Es konnte weiterhin ermittelt werden, dass auch die Emission von unverbrannten Kohlenwasserstoffen maßgeblich von der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung einerseits und vom Einspritzdruck pE andererseits abhängt. In Fig. 5 sind die ermittelten Zusammenhänge schematisch in einem Kennfeld ähnlich dem der Figuren 3 und 4 dargestellt. Wie dargestellt, ergibt sich bei konstanter Schwerpunktlage S bei zunehmendem Einspritzdruck pE eine abnehmende Emission muHC unverbrannter Kohlenwasserstoffe. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, auch die Emission muHC unverbrannter Kohlenwasserstoffe in Analogie zur oben beschriebenen Vorgehensweise zur Ermittlung der Rußemission mR aus der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung und dem Einspritzdruck pE zu ermitteln, weshalb auf Einzelheiten hierzu an dieser Stelle verzichtet wird.
  • Es versteht sich, dass die hier lediglich beispielhaft in Gramm je Arbeitsspiel Asp angegebenen Emissionswerte auch durch andere Einheiten ausgedrückt werden können, wobei die grundsätzlichen Abhängigkeiten unverändert bleiben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Emissionswerte der gasförmigen Emissionen Stickoxid NOx und unverbrannte uHC in Volumenanteilen des Abgases insgesamt ermittelt werden.
  • Die von einer Brennkraftmaschine emittierten Partikel bestehen im allgemeinen aus Rußpartikeln, an welche sich unverbrannte Kohlenwasserstoffe angelagert haben. Zur Abschätzung einer Partikelemission ist es daher vorgesehen, aus dem Rußemissionswert und dem Emissionswert unverbrannter Kohlenwassonerstoffe einen, vorzugsweise massenbezogen Partikelemissionswert zu ermitteln. Hierfür können beispielsweise ebenfalls vorab empirisch ermittelte Kennfelder in der Speichereinheit SP abgelegt sein. In diesen sind vorzugsweise für verschiedene Betriebspunkte der Brennkraftmaschine entsprechend gewichtete Summenwerte aus Rußemission und Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe abgelegt. Von der Emissionsermittlungseinrichtung 1 ist daher für jeden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine die aktuelle Partikelemission ermittelbar.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den nicht unerheblichen Einfluss der Abgasrückführmenge bzw. der Abgasrückführrate auf die Emissionswerte zu berücksichtigen. Hierfür werden bevorzugt Kennfeldsätze analog den in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellten Kennfeldern für die Rußemission, die Stickoxidemission und die Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe für unterschiedliche Abgasrückführmengen in der Speichereinheit SP abgelegt. Je nach Abgasrückführmenge, die beispielsweise durch ein Venturisensor erfasst und der Ein-/Ausgabeeinheit E/A zugeführt wird, wird von der Recheneinheit R auf Daten des entsprechenden Kennfeldes zugegriffen. Gegebenenfalls wird zwischen den Werten zweier Kennfelder interpoliert.
  • Wie aus den Kennfeldern der Figuren 3 und 4 hervorgeht, weisen die Rußemission und die Stickoxidemission gegenläufige Abhängigkeiten sowohl von der Schwerpunktlage S der Kraftstoffverbrennung als auch vom Kraftstoffeinspritzdruck pE auf. Zur Beurteilung der Kraftstoffverbrennung ist in vielen Fällen das Verhältnis von Stickoxidemission zur Rußemission von Interesse. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, einen Verhältniswert aus Stickoxidemission und Rußemisson und/oder Partikelemission zu ermitteln.
  • Die Erfindung erlaubt somit die Ermittlung der wesentlichen Emissionswerte (Ruß, Partikel, Stickoxid und/oder unverbrannte Kohlenwasserstoffe) einer Brennkraftmaschine. Die in Kennfeldern oder Rechenmodellen in der Speichereinheit SP der Ermissionsermittlungseinrichtung 1 abgelegten Abhängigkeiten ermöglichen es daher, den Betrieb der Brennkraftmaschine im Sinne einer Zielwertvorgabe für einen oder mehrere der Emissionswerte zu beeinflussen. Auf diese Weise kann ein hinsichtlich der Emission von Ruß, Partikeln, Stickoxid und/oder unverbrannter Kohlenwasserstoffe optimaler Betrieb der Brennkraftmaschine eingestellt werden. Hierzu werden eine oder mehrere Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine derart verändert, dass sich eine Verschiebung des jeweiligen Emissionswert in Richtung auf den Zielwert ergibt.
  • Durch eine andauernde Erfassung des Verhältniswerts aus Stickoxidemission und Rußemisson und/oder Partikelemission kann eine beispielsweise verschleißbedingte Änderung von Motorbetriebsparamtern beurteilt werden oder umgekehrt auf eingetretene Änderungen von Motorbetriebsparametern korrigierend Einfluss genommen werden, so dass die Reinigungsfunktion einer Abgasreinigungsanlage weitgehend erhalten bleibt. In diesem Zusammenhang ist eine Vernetzung der Emissionsermittlungseinrichtung 1 mit einer Onboard-Diagnoseeinrichtung zur Ermittlung von Fehlfunktionen aller Art vorteilhaft. Wird beispielsweise ein Defekt im Kraftstoffkreislauf der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Absenkung des Kraftstoffeinspritzdrucks gemeldet, so kann die Auswirkung auf die Schadstoffbildung ermittelt werden und der Betrieb der Abgasreinigungsanlage angepasst werden und/oder andere Motorbetriebsparameter derart verändert werden, dass die entsprechenden Auswirkungen auf die Endrohremissionen möglichst gering bleiben bis der Defekt behoben ist. In ähnlicher Weise kann auf eine Vielzahl von Veränderungen von Brennkraftmaschineneigenschaften reagiert werden, welche sich auf den Kraftstoffeinspritzdruck und/oder die Schwerpunktlage der Verbrennung auswirken. Insbesondere bei Erfassung des Brennrauminnendrucks können beispielsweise durch Einspritzdüsenverkokung, Ventilsitz- oder Kolbenringverschleiß auftretende Veränderungen der Verbrennungsschwerpunktlage erkannt werden und durch eine Anpassung von Motorbetriebsparametern eine Verschlechterung der Endrohremissionen weitgehend vermieden werden.
  • Wird umgekehrt von der Onboard-Diagnoseeinrichtung für eine Abgasnachbehandlungskomponente eine Fehlfunktion gemeldet, so kann als gegensteuernde Maßnahme von der Emissionsermittlungseinrichtung 1 ein bezüglich der Emissionswerte ausgleichend wirkender Eingriff in den Brennkraftmaschinenbetrieb veranlasst werden.

Claims (17)

  1. Einspritzbrennkraftmaschine mit einem Brennraum, in dem Kraftstoff zum Antrieb der Brennkraftmaschine verbrannt werden kann und mit
    - einer Einspritzeinrichtung zur direkten Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum,
    - Betriebsgrößenerfassungsmitteln zur Erfassung von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, die wenigstens einen Einspritzdruck (pE) für den in den Brennraum eingespritzten Kraftstoff umfassen und
    - einer Emissionsermittlungseinrichtung (1) zur Ermittlung eines Emissionswertes für das bei der Kraftstoffverbrennung im Brennraum gebildete Abgas,
    wobei die Emissionsermittlungseinrichtung (1) zur Ermittlung einer Schwerpunktlage (S) für die Kraftstoffverbrennung im Brennraum auf der Basis der erfassten Betriebsgrößen ausgelegt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    von der Emissionsermittlungseinrichtung (1) in Abhängigkeit vom Einspritzdruck (pE) und von der Schwerpunktlage (S) der Kraftstoffverbrennung als Emissionswert wenigstens ein Rußemissionswert ermittelbar ist.
  2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein mit der Emissionsermittlungseinrichtung (1) kommunizierender Drucksensor zur Erfassung eines Druckverlaufs im Brennraum vorgesehen ist und die Schwerpunktlage (S) der Verbrennung aus dem vom Drucksensor erfassten Druckverlauf ermittelbar ist.
  3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schwerpunktlage (S) der Verbrennung aus einem errechneten Brennverlauf der Kraftstoffverbrennung ermittelbar ist.
  4. Einspritzbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mit der Emissionsermittlungseinrichtung (1) kommunizierende Mittel zur Erfassung einer Abgasrückführmenge vorgesehen sind und ein in Abhängigkeit von der erfassten Abgasrückführmenge korrigierter Rußemissionswert ermittelbar ist.
  5. Einspritzbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    von der Emissionsermittlungseinrichtung (1) zusätzlich ein Stickoxidemissionswert ermittelbar ist.
  6. Einspritzbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    von der Emissionsermittlungseinrichtung (1) zusätzlich ein Emissionswert für unverbrannte Kohlenwasserstoffe ermittelbar ist.
  7. Verfahren zur Ermittlung eines Emissionswertes für das bei einer Kraftstoffverbrennung in einem Brennraum einer Einspritzbrennkraftmaschine gebildete Abgas, bei welchem
    - Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird,
    - Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, die wenigsten einen Kraftstoffeinspritzdruck (pZ) umfassen, erfasst werden,
    - Kraftstoff im Brennraum verbrannt wird und
    - aus erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine eine Schwerpunktlage (S) der Kraftstoffverbrennung ermittelt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    aus dem erfassten Einspritzdruck (pZ) und der ermittelten Schwerpunktlage (S) der Kraftstoffverbrennung wenigstens ein Rußemissionswert ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Brennverlauf der Kraftstoffverbrennung im Brennraum ermittelt wird und aus dem Brennverlauf die Schwerpunktlage (S) der Kraftstoffverbrennung ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Brennverlauf aus einem sensorisch erfassten Druckverlauf im Brennraum ermittelt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Brennverlauf rechnerisch aus den erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rußemissionswert abgespeicherten Kennlinien oder Kennfeldern für die Abhängigkeit der Rußemission von der Schwerpunktlage (S) der Kraftstoffverbrennung und dem Kraftstoffeinspritzdruck (pE) entnommen wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Abgasrückführmenge ermittelt wird und der ermittelte Rußemissionswert in Abhängigkeit von der Abgasrückführmenge korrigiert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zusätzlich ein Stickoxidemissionswert ermittelt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zusätzlich ein Emissionswert für unverbrannte Kohlenwasserstoffe ermittelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    aus dem Rußemissionswert und dem Emissionswert für unverbrannte Kohlenwasserstoffe ein Partikelemissionswert ermittelt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Verhältniswert aus Stickoxidemission und Rußemission und/oder Partikelemission ermittelt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Zielwert für das Verhältnis von Stickoxidemission und Rußemission und/oder Partikelemission vorgegeben wird und eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine derart geändert wird, dass sich eine Verschiebung des Verhältnisses von Stickoxidemission und Rußemission und/oder Partikelemission in Richtung auf den Zielwert ergibt.
EP06007772A 2005-04-15 2006-04-13 Einrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Emissionswerts einer Einspritzbrennkraftmaschine Withdrawn EP1712763A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510017348 DE102005017348A1 (de) 2005-04-15 2005-04-15 Einspritzbrennkraftmaschine und Verfahren zum Ermitteln eines Emissionswerts einer Einspritzbrennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1712763A1 true EP1712763A1 (de) 2006-10-18

Family

ID=36607353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06007772A Withdrawn EP1712763A1 (de) 2005-04-15 2006-04-13 Einrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Emissionswerts einer Einspritzbrennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1712763A1 (de)
DE (1) DE102005017348A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014040713A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-20 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur berechnung motorischer kenngrössen, datenverarbeitungssystem und computerprogrammprodukt
EP3176414A1 (de) * 2015-12-03 2017-06-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006055562B4 (de) * 2006-11-24 2009-10-15 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und Vorrichtung zur Abschätzung der Rußemissionen eines Verbrennungsmotors
DE102008005701A1 (de) * 2008-01-24 2009-07-30 Volkswagen Ag Verfahren zur Erfassung des Betriebszustandes einer Brennkraftmaschine
DE102010055641B4 (de) 2010-12-22 2023-05-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuereinrichtung zur Ermittlung einer Rußbeladung eines Partikelfilters
DE102011014813A1 (de) 2011-03-23 2011-10-06 Daimler Ag Verfahren zur betriebspunktaktuellen Ermittlung einer Partikel-Rohemmision eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors
DE102015206358A1 (de) 2015-04-09 2016-10-13 Volkswagen Ag Verfahren und Steuervorrichtung zum Ermitteln einer Energieeinbringungs-Zielgröße einer Verbrennungskraftmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930478A (en) * 1988-05-13 1990-06-05 Barrack Technology Limited Method of operating an engine
US5103789A (en) * 1990-04-11 1992-04-14 Barrack Technology Limited Method and apparatus for measuring and controlling combustion phasing in an internal combustion engine
DE10043383A1 (de) * 2000-09-02 2002-03-14 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Bestimmung des Stickoxidgehalts in sauerstoffhaltigen Abgasen von Brennkraftmaschinen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930478A (en) * 1988-05-13 1990-06-05 Barrack Technology Limited Method of operating an engine
US5103789A (en) * 1990-04-11 1992-04-14 Barrack Technology Limited Method and apparatus for measuring and controlling combustion phasing in an internal combustion engine
DE10043383A1 (de) * 2000-09-02 2002-03-14 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Bestimmung des Stickoxidgehalts in sauerstoffhaltigen Abgasen von Brennkraftmaschinen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014040713A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-20 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur berechnung motorischer kenngrössen, datenverarbeitungssystem und computerprogrammprodukt
EP3176414A1 (de) * 2015-12-03 2017-06-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005017348A1 (de) 2006-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008025452B4 (de) Überwachung der Leistung einer Lambdasonde
DE102007045817B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Motorbetriebs während der Regeneration eines Abgasnachbehandlungssystems
EP2156039B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung des verbrennungs-lambdawerts einer brennkraftmaschine
DE102007059523B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Partikelfilters
DE102011012238A1 (de) Engine-out nox virtual sensor for an internal combustion engine
EP1712763A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Emissionswerts einer Einspritzbrennkraftmaschine
DE10227838A1 (de) Katalysatorleistungsabbau-Erfassungsvorrichtung
DE4335762C2 (de) Verfahren zur Steuerung eines Zweitakt-Verbrennungsmotors
DE102008004221A1 (de) Bestimmung einer während des Betriebs einer Brennkraftmaschine auftretenden NOx- und Rußemission
EP3786436B1 (de) Verfahren zur diagnostik von verbrennungsaussetzern einer verbrennungskraftmaschine
DE102008040857B4 (de) Steuergerät und Informationserlangungsgerät für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE102017005234A1 (de) Verfahren zur steuerung einer regeneration eines partikelfilters eines verbrennungsmotors
DE102006016484A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102007026945B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Abgasrückführsystems und Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens
DE19727866C2 (de) Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE10211282A1 (de) Verfahren zur Steuerung und/oder Diagnose eines Kraftstoffzumesssystems, Computerprogramm, Steuergerät und Brennkraftmaschine
DE102005032623A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der zylinderselektiven Ruß- und NOx-Emissionen einer Dieselbrennkraftmaschine und seine Verwendung
DE102007007815B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102019212457B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Leckage-Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102010029933A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102016218687B4 (de) Verfahren zur Erkennung eines Beladungsgrades eines Partikelfilters
DE202014005514U1 (de) Elektronisches Steuergerät für einen Verbrennungsmotor
DE102005020139B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers in einem Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine
EP3551856B1 (de) Verfahren zum durchführen von diagnosen eines abgassystems eines verbrennungsmotors
DE102023115282B3 (de) Verfahren zur Überwachung einer Regeneration eines Partikelfilters in der Abgasanlage eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG

17P Request for examination filed

Effective date: 20070416

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: DAIMLER AG

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20080805