EP2029874A1 - Internal combustion engine and associated operating method - Google Patents

Internal combustion engine and associated operating method

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EP2029874A1
EP2029874A1 EP07728334A EP07728334A EP2029874A1 EP 2029874 A1 EP2029874 A1 EP 2029874A1 EP 07728334 A EP07728334 A EP 07728334A EP 07728334 A EP07728334 A EP 07728334A EP 2029874 A1 EP2029874 A1 EP 2029874A1
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EP
European Patent Office
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torque
exhaust gas
combustion chambers
combustion chamber
combustion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07728334A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Jung
Janos Radeczky
Michael Wirkowski
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine having at least two combustion chambers, wherein each combustion chamber makes a torque contribution to a total torque of the internal combustion engine and wherein the internal combustion engine is designed so that an amount of exhaust gas in combustion chambers is foundedbert.
  • the invention relates to an internal combustion engine, in particular a piston engine, having at least two combustion chambers, wherein each combustion chamber contributes a torque contribution to a total torque of the internal combustion engine, at least one sensor for detecting the torque contribution of at least two combustion chambers, a Abgasruckfuh- rungsvorraum for returning a Exhaust gas amount of exhaust gas from the combustion chambers in combustion chamber back and one with the at least one sensor and the Abgasruckbowungsvorraum electrically connected control.
  • the invention relates to a computer program product.
  • the invention solves the problem according to a first aspect by a method having the features of claim 1.
  • the invention solves the problem by an internal combustion engine having the features of claim 11.
  • the invention solves the problem by a computer program product having the features of claim 13.
  • An advantage of the invention is that without changing the components of the internal combustion engine, an unequal distribution of the amount of returned exhaust gas between the combustion chambers can be detected. It has been shown that this uneven distribution of the returned exhaust gas to the combustion chamber contributes to an increase in pollutant emissions. During operation of the internal combustion engine deposits are formed in the lines through which the exhaust gas is supplied to the individual combustion chambers. This results in an uneven distribution of the returned exhaust gas to the individual combustion chambers.
  • combustion conditions likewise differ from combustion chamber to combustion chamber.
  • a controller which controls the internal combustion engine on the basis of large, which refers only to all combustion chambers together, so that the combustion in the individual combustion chambers can only insufficiently control.
  • the combustion conditions prevailing in a combustion chamber must then be regulated by means of a quantity which corresponds only approximately to the size which is decisive for the individual combustion chamber. It comes to a non-optimal control, which leads to increased pollutant emissions, especially of nitrogen oxides.
  • An advantage of the invention is therefore that lower pollutant emissions can be achieved.
  • a non-optimal combustion due to a different amount of exhaust gas from combustion chamber to combustion chamber also reduces the service life of the internal combustion engine, which is avoided by the invention.
  • the advantageous effects of the inventive method are usually only possible by changing the control software, which advantageously leads to low costs in the implementation of the method.
  • the total torque is understood to be a time average over a plurality of crankshaft rotations.
  • the torque contribution of a combustion chamber is understood as an average over several crankshaft rotation angle intervals in which the combustion chamber contributes to the total torque.
  • the detection of the torque contribution of at least two combustion chambers is to be understood as including in particular the implicit detection. So it is not necessary to measure the torques directly as torques. Also possible is an implicit or indirect detection, for example by the time-dependent measurement of the crankshaft rotation angle and the determination of the torque contribution based on fluctuations in the rotational speed of the crankshaft: If a first combustion chamber contributes more to the total torque than a second combustion chamber, this leads to that when the first combustion chamber has a power stroke, the crankshaft is experiencing a greater acceleration than when the second
  • Combustion chamber has a stroke.
  • the average crankshaft speed, which is averaged over the crankshaft rotation angle range in which a specific combustion chamber makes its torque contribution, or the crankshaft acceleration are therefore suitable for detecting the torque contributions of the individual combustion chambers.
  • the piston engine comprises an electric generator for generating an electric current, it is possible to reduce the torque contribution of a combustion chamber from the peak value of the engine
  • the detection of the torque contributions is therefore to be understood in particular as meaning any process by which a statement about the torque contribution of individual combustion chambers is obtained and which is carried out to obtain this statement.
  • Determining the change of the torque contributions is to be understood in particular as meaning any process by which a statement about changes in the torque contribution of individual combustion chambers is obtained and which is carried out to obtain this statement.
  • a signal is output only when the torque contribution change exceeds a preset threshold.
  • this includes any signal that contains information about the differences in the amounts of returned exhaust gas and is output for this purpose.
  • the internal combustion engine is preferably a piston engine, in particular a diesel engine.
  • step (a) comprises changing at least one operating parameter for each combustion chamber so that the rotational moment contribution of the combustion chambers to each other.
  • the internal combustion engine is an idling piston engine, in particular a diesel engine.
  • Inject fuel into the combustion chamber adjusted at a certain fuel pressure by means of small volume adaptation. Through this adaptation, all combustion chambers provide a substantially equal torque contribution to the total torque.
  • the torque contributions of the individual combustion chambers then preferably differ by less than 6%, in particular less than 3%.
  • the torque contribution of one combustion chamber is subtracted from that of the other combustion chamber, the difference is divided by the larger of the two values, the absolute value is calculated and this value is subtracted from 1 and multiplied by 100.
  • the adjustment of the injection quantity is carried out, for example, by a variation of the pilot injection quantity or the injection time period (TOI). Alternatively or cumulatively, the latter is done by adjusting the injection start time (start of injection, SOI) and / or the injection end time (end of injection, EOI).
  • step (c) If, in the course of changing operating parameters, the torque contribution is recorded multiple times for each combustion chamber, then the last detected value for the torque contribution is preferably used for the detection in step (c).
  • step (d) of the inventive method comprises forming the difference between two torque contributions obtained in step (c) and comparing the difference with a preset threshold.
  • This threshold value is preferably a relative threshold and is 6%, preferably 3%, in particular preferably at 1.5%. This means that after changing the amount of exhaust gas exhausted for a combustion chamber, two values for the torque contribution are determined. The difference between the larger torque value and the smaller torque value is formed and the difference is divided by the larger torque value. The threshold is exceeded if a value greater than 1.06 or 1.03 or 1.015 is obtained.
  • the torque contributions are determined as stated above, preferably implicitly or indirectly.
  • the injection amount of fuel in each combustion chamber adjusted so that the differences in the torque contributions of the individual combustion chambers are below the preset threshold. Subsequently, the amount of returned exhaust gas is changed and the injection quantity of fuel is adjusted so that each combustion chamber has a substantially equal torque contribution, ie the differences in the torque contributions are below the preset threshold value.
  • the change in the injection quantity for each combustion chamber is then a measure of the change in the torque contribution due to the change in the amount of returned exhaust gas.
  • a warning message is preferably issued.
  • steps (a) and (c) the torque contributions of all combustion chambers are detected.
  • differences between the combustion chambers with respect to the amount of returned exhaust gas can be determined particularly well.
  • step (d) comprises forming the difference from the torque contributions of two detected in step (a) Combustion chambers and the torque contributions detected in step (c) for each combustion chamber, forming the absolute amount of the difference or the absolute value of the differences, calculating the maximum of the absolute amounts thus obtained and comparing the maximum with a preset threshold.
  • the maximum change of the torque contribution caused by changing the amount of exhaust gas is detected.
  • the change in this difference is detected due to the change in the amount of returned exhaust gas. If this difference changes by more than a preset value, this is an indication of a significant influence of the change in the amount of returned exhaust gas, so that a warning signal is preferably output.
  • step (d) preferably comprises forming the difference between the torque contributions of two combustion chambers detected in step (a) and the torque contributions of the same combustion chamber detected in step (c).
  • a preferred method comprises the additional step of step (a) of substantially completely reducing the amount of returned exhaust gas into the combustion chambers, wherein varying the amount of returned exhaust gas into the combustion chambers increases, preferably to over 40%, based on the total combustion chamber charge , is.
  • the total combustion chamber filling is the amount of gas that is compressed.
  • a share of 40% of the total combustion chamber filling means that the combustion chamber is filled with exhaust gas at the moment immediately before ignition to 40% volume fraction.
  • step (b) the amount of returned exhaust gas into the combustion chambers, the torque contribution of which was detected in step (a), is substantially completely reduced, i. completely stopped.
  • the amount of returned exhaust gas in step (a) is then so high that the proportion is more than 40%, in particular more than 60%, of the total combustion chamber filling.
  • the inventive method is therefore carried out after a preset period of operation at idle.
  • the inventive method at a constant Kraftstoffzuschreibungsrate, especially at idle the
  • the signal in step (e) is a control signal for changing the amount in one or more combustion chambers exhausted exhaust gas.
  • the exhaust gas recirculation device is preferably designed such that the returned exhaust gas quantity can be regulated or controlled dependent on the combustion chamber. This is advantageous in that a Abgasruckfuh- with respect to the combustion chambers with each other uneven Abgasruckfuh- is compensated.
  • Figure 1 shows an inventive internal combustion engine in the form of a diesel engine.
  • FIG. 2 shows a flowchart of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a diesel engine 1 comprising four combustion chambers 2 in the form of cylinders in which pistons 3 run.
  • the combustion chambers 3 are connected to a crankshaft 5 via connecting rods 4.
  • the combustion chambers 3 generate a total torque on the crankshaft 5.
  • crankshaft 5 is connected to a crankshaft sensor 6, which detects the crankshaft rotation angle ⁇ of the crankshaft 5 as a function of the time t.
  • the time-dependent crankshaft rotation angle ⁇ (t) contains all the information necessary for calculating the torque contribution of the combustion chamber 2 are, and is transmitted by an electric line 7 to a controller 8.
  • air flows through an air line 9 and is conducted to the combustion chambers 2.
  • the exhaust gases of the combustion chambers 2 are discharged through an exhaust pipe 10 to a not shown here exhaust.
  • a valve 11 shown in simplified form in the figure 1 as a flap
  • the valve 11 may also partially open or close the connection 12.
  • the valve 11 is electrically actuated and connected by means of a control line 13 to the controller 8.
  • a fluid is meant a liquid and / or gaseous medium).
  • At least one valve 11 is assigned in each combustion chamber 2, so that the amount of exhaust gas, which is diverted into the respective combustion chamber, is controllable or controllable for each individual combustion chamber.
  • Each combustion chamber 2 has an injector 14 which injects fuel from a fuel line, not shown here, into the combustion chamber 2. All injectors 14 are connected via a control line 15 to the controller 8. For reasons of clarity, only one injector 14 is shown connected to the control line 15. The injectors 14 and the controller 8 are designed so that an individual amount of fuel can be injected for each combustion chamber 2.
  • An embodiment of the method according to the invention is carried out by first closing the valve 11 during idling operation. This prevents that exhaust gas can get into the air supply line 9. About the crankshaft sensor 6 then the torque contributions of the individual Combustion chamber 2 recorded and transmitted to the controller 8. Control 8 adjusts the amount of fuel injected per working cycle into the combustion chamber 2 such that the differences in the torque contribution of the individual combustion chambers 2 to one another are less than 2%. That is, the torque of the combustion chamber that provides the largest torque contribution to the total torque, less the torque of the combustion chamber that provides the smallest torque contribution to the overall torque of the engine, is based on (ie, divided by) the torque contribution of the combustion chamber that provides the largest contribution , less than 2%.
  • valve 11 is opened by the controller 8 so far that an exhaust gas flow into the air supply line 9, which accounts for 40% of the total flow into the combustion chamber, so that the proportion of returned exhaust gas amounts to 40% of the total combustion chamber.
  • the torque contributions of the individual combustion chambers are recaptured according to the method described above.
  • the controller 8 the injection quantity is again adjusted in the individual combustion chambers so that the above-mentioned threshold value is exceeded.
  • the controller 8 sends a signal via a Signal line 16 output.
  • valve 11 is initially opened so far that the proportion of jerkgechttem exhaust gas amounts to 40% of the total Brennraumraumfullung.
  • the torque contributions of the individual combustion chambers 2 are then recorded via the crankshaft sensor 6 and transmitted to the controller 8. Controller 8 adjusts the amount of fuel injected per stroke into the combustion chamber 2 so that the Differences of the torque contributions of the individual combustion chambers 2 with each other are smaller than 2%.
  • valve 11 is closed and again the torque contributions of the individual combustion chambers 2 are received and transmitted to the controller 8, which in turn adjusts the amount of fuel injected per working cycle into the combustion chamber 2 such that the torque contribution of the individual combustion chambers 2 to one another less than 2%.
  • j is a number variable and n is the number of combustion chambers from which the torque contribution is detected.
  • a first step Sl the torque contribution M D of the combustion chamber 2 of the diesel engine 1 is detected.
  • n is greater than 1 and less than or equal to 4, so torque gains M D of 2, 3 or 4 combustion chambers are detected. It is favorable, the torque contributions M j of all combustion chambers to detect, in the present example, the torque contributions Mi, M 2, M 3 and M. 4
  • a subsequent second step S2 the amount of returned exhaust gas is changed, ie increased or decreased.
  • the amount of returned exhaust gas is increased in this step at least for those combustion chambers whose torque contributions were determined in the first step. It is convenient to change the amount of exhaust gas exhausted for all combustion chambers and in the same way, for example by opening the valve 11 (see Figure 1).
  • torque contributions M D are again detected in a third step S3, namely at least two combustion chambers whose torque contributions were detected in the first step.
  • the torque contributions Mi, M 2 and M 3 of the first, second and third combustion chambers were detected in the first step, then it is sufficient if in the third step the torque contributions M x and M 2 of the first and second combustion chambers are detected , Preferably, however, the torque contributions of all combustion chambers are recorded whose torque contributions were already recorded in the first step.
  • a fourth step S4 the change in the respective torque contribution due to the change in the amount of returned exhaust gas is determined. If there are differences between the respective changes of the individual combustion chambers with each other, this is an indication that the amounts of returned exhaust gas differ from combustion chamber to combustion chamber.
  • a signal is then output in a fifth step S5.
  • the change of the torque contribution for the first combustion chamber is 5%. This value is compared to a preset value, for example 4%. Exceeding this preset value, as given here, then becomes, for example a warning signal is issued, which indicates that maintenance of the diesel engine should be made.

Abstract

The invention relates to a method of operating an internal combustion engine having at least two combustion chambers, wherein each combustion chamber contributes torque to the total torque of the internal combustion engine, and wherein the internal combustion engine is designed in such a way that a quantity of exhaust gas can be recycled into combustion chambers, comprising the steps: (a) detecting the torque contributions of at least two combustion chambers, then (b) changing the quantity of exhaust gas recycled into the combustion chambers, the torque contribution of which has been detected in step (a), then (c) detecting the torque contributions of at least two combustion chambers, the torque contribution of which has been detected in step (a), then (d) determining the change in the torque contributions as a result of the change in the quantity of recycled exhaust gas, and then (e) outputting a signal as a function of the change in the torque contributions.

Description

Beschreibungdescription
Brennkraftmaschine und zugehöriges BetriebsverfahrenInternal combustion engine and associated operating method
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Brennraumen, wobei jeder Brennraum einen Drehmomentbeitrag zu einem Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine leistet und wobei die Brennkraft- maschine so ausgebildet ist, dass eine Menge an Abgas in Brennraume ruckfuhrbar ist.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine having at least two combustion chambers, wherein each combustion chamber makes a torque contribution to a total torque of the internal combustion engine and wherein the internal combustion engine is designed so that an amount of exhaust gas in combustion chambers is zurückfuhrbar.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Kolbenmotor, mit mindestens zwei Brennraumen, wobei jeder Brennraum einen Drehmomentbeitrag zu einem Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine leistet, mindestens einem Sensor zum Erfassen des Drehmomentbeitrags von mindestens zwei Brennraumen, einer Abgasruckfuh- rungsvorrichtung zum Ruckfuhren einer Abgasmenge von Abgas aus den Brennraumen in Brennraume zurück und einer mit dem mindestens einen Sensor und der Abgasruckfuhrungsvorrichtung elektrisch verbundenen Steuerung.According to a second aspect, the invention relates to an internal combustion engine, in particular a piston engine, having at least two combustion chambers, wherein each combustion chamber contributes a torque contribution to a total torque of the internal combustion engine, at least one sensor for detecting the torque contribution of at least two combustion chambers, a Abgasruckfuh- rungsvorrichtung for returning a Exhaust gas amount of exhaust gas from the combustion chambers in combustion chamber back and one with the at least one sensor and the Abgasruckfuhrungsvorrichtung electrically connected control.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Compu- terprogrammprodukt .According to a third aspect, the invention relates to a computer program product.
Es ist bekannt, bei Dieselmotoren im Leerlauf die Einspritzmenge an Dieselkraftstoff brennraumindividuell, bei einem Dieselmotor also zylinderindividuell, so zu steuern, dass al- Ie Brennraume einen im Wesentlichen gleichen Drehmomentbeitrag zu einem Gesamtdrehmoment des Dieselmotors leisten.It is known for diesel engines at idle, the injection quantity of diesel fuel combustion chamber individually, so in a diesel engine cylinder individually, so to control that all Ihe combustion chambers make a substantially equal torque contribution to a total torque of the diesel engine.
Zur Schadstoffreduktion wird bei derartigen Dieselmotoren regelmäßig ein Teil des Abgases in die Brennraume zuruckge- fuhrt. Es hat sich dabei gezeigt, dass mit zunehmender Lebensdauer des Dieselmotors die Schadstoffemission, insbesondere die Stickoxidemission, ansteigt. Wird eine derartige Erhöhung der Schadstoffemission festgestellt, ist eine umfang- reiche technische Diagnose notwendig, um die Ursache herauszufinden, um so gesetzliche Schadstoffemissionsgrenzwerte einhalten zu können. Eine erhöhte Schadstoffemission von Dieselmotoren fuhrt zudem zu einer erhöhten Umweltbelastung.To reduce pollutants, in diesel engines of this type, some of the exhaust gas is regularly returned to the combustion chambers. It has been shown that with increasing life of the diesel engine, the pollutant emission, in particular the nitrogen oxide emission, increases. If such an increase in pollutant emissions is detected, a substantial A thorough technical diagnosis is necessary to find out the cause, so as to be able to comply with legal pollutant emission limits. An increased pollutant emission from diesel engines also leads to an increased environmental impact.
Auch hat sich gezeigt, dass sich die Schadstoffemissionen bei verschiedenen Dieselmotoren aus der gleichen Fertigung unterscheiden. Das Einhalten von Schadstoffemissionsgrenzwerten ist ein wichtiges Qualitatskriterium. Um für alle Dieselmoto- ren aus einer Fertigungsanlage die Einhaltung der Schadstoffemissionsgrenzwerte sicherstellen zu können, sind strenge Fertigungstoleranzen einzuhalten, was zu einer technisch aufwendigen Qualitätssicherung fuhrt.It has also been shown that the pollutant emissions differ for different diesel engines from the same production. Compliance with emission limits is an important quality criterion. In order to be able to ensure compliance with the pollutant emission limit values for all diesel engines from a production plant, strict manufacturing tolerances must be observed, which leads to technically complex quality assurance.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine und ein Computerprogrammprodukt vorzuschlagen, mit denen Nachteile im Stand der Technik verringert werden.It is therefore the object of the present invention to propose a method for operating an internal combustion engine, an internal combustion engine and a computer program product with which disadvantages in the prior art are reduced.
Die Erfindung lost das Problem gemäß einem ersten Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1.The invention solves the problem according to a first aspect by a method having the features of claim 1.
Gemäß einem zweiten Aspekt lost die Erfindung das Problem durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11.According to a second aspect, the invention solves the problem by an internal combustion engine having the features of claim 11.
Gemäß einem dritten Aspekt lost die Erfindung die Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen von Anspruch 13.According to a third aspect, the invention solves the problem by a computer program product having the features of claim 13.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass ohne Änderung der Bestandteile der Brennkraftmaschine eine ungleiche Verteilung der Menge ruckgefuhrten Abgases zwischen den Brennraumen de- tektierbar ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass diese un- gleiche Verteilung des ruckgefuhrten Abgases auf die Brenn- raume zu einer Erhöhung der Schadstoffemission beitragt. Wahrend des Betriebs der Brennkraftmaschine entstehen Ablagerungen in den Leitungen, durch die das Abgas den einzelnen Brennraumen zugeleitet wird. Hieraus resultiert eine ungleichmäßige Verteilung des ruckgefuhrten Abgases auf die einzelnen Brennraume.An advantage of the invention is that without changing the components of the internal combustion engine, an unequal distribution of the amount of returned exhaust gas between the combustion chambers can be detected. It has been shown that this uneven distribution of the returned exhaust gas to the combustion chamber contributes to an increase in pollutant emissions. During operation of the internal combustion engine deposits are formed in the lines through which the exhaust gas is supplied to the individual combustion chambers. This results in an uneven distribution of the returned exhaust gas to the individual combustion chambers.
Wird ein von Brennraum zu Brennraum unterschiedlicher Anteil an Abgas dem zu verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemisch zugemengt, so unterscheiden sich die Verbrennungsbedingungen ebenfalls von Brennraum zu Brennraum. Eine Steuerung, die die Brennkraftmaschine anhand von Großen regelt, die sich nur auf alle Brennraume gemeinsam bezieht, kann damit die Verbrennung in den einzelnen Brennungsraumen nur unzureichend steuern. Die in einem Brennungsraum herrschenden Verbrennungsbedingun- gen müssen dann anhand einer Große geregelt werden, die nur in etwa der Große entspricht, die für den einzelnen Brennraum maßgeblich ist. Es kommt zu einer nicht-optimalen Steuerung, was zu erhöhter Schadstoffemission, insbesondere von Stickoxiden, fuhrt.If a proportion of exhaust gas different from combustion chamber to combustion chamber is added to the fuel-air mixture to be combusted, the combustion conditions likewise differ from combustion chamber to combustion chamber. A controller which controls the internal combustion engine on the basis of large, which refers only to all combustion chambers together, so that the combustion in the individual combustion chambers can only insufficiently control. The combustion conditions prevailing in a combustion chamber must then be regulated by means of a quantity which corresponds only approximately to the size which is decisive for the individual combustion chamber. It comes to a non-optimal control, which leads to increased pollutant emissions, especially of nitrogen oxides.
Durch das erfindungsgemaße Verfahren werden solche Unterschiede erkannt, so dass Gegenmaßnahmen ergriffen werden können. Ein Vorteil der Erfindung ist daher, dass geringere Schadstoffemissionen erreichbar sind.By the method according to the invention such differences are recognized, so that countermeasures can be taken. An advantage of the invention is therefore that lower pollutant emissions can be achieved.
Auch Fertigungsunterschiede bei Brennkraftmaschinen aus derselben Fertigung fuhren zu unterschiedlichen Bedingungen in den einzelnen Brennraumen. Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren können auch Fertigungsunterschiede erkannt und noch in der Fertigung behoben werden. Dadurch können die Fertigungstoleranzen weniger streng sein, ohne dass Brennkraftmaschinen gefertigt werden, die die vorgegebenen Schadstoffemissionsgrenzwerte verletzen.Also manufacturing differences in internal combustion engines from the same production lead to different conditions in the individual combustion chambers. With the inventive method and manufacturing differences can be detected and repaired in the production. As a result, the manufacturing tolerances can be less stringent without producing internal combustion engines which violate the prescribed pollutant emission limits.
Eine nicht-optimale Verbrennung aufgrund einer von Brennraum zu Brennraum unterschiedlichen Menge ruckgefuhrten Abgases senkt zudem die Lebensdauer der Brennkraftmaschine, was durch die Erfindung vermieden wird. Die vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemaßen Verfahrens sind dabei meist allein durch Andern der Steuerungs-Software möglich, was vorteilhafterweise zu geringen Kosten bei der Implementierung des Verfahrens fuhrt.A non-optimal combustion due to a different amount of exhaust gas from combustion chamber to combustion chamber also reduces the service life of the internal combustion engine, which is avoided by the invention. The advantageous effects of the inventive method are usually only possible by changing the control software, which advantageously leads to low costs in the implementation of the method.
Wenn es sich bei der Brennkraftmaschine um einen Kolbenmotor handelt, wird das Gesamtdrehmoment als zeitlicher Mittelwert über eine Vielzahl von Kurbelwellendrehungen verstanden. Der Drehmomentbeitrag eines Brennraums wird als Mittelwert über mehrere Kurbelwellendrehwinkelintervalle verstanden, in denen der Brennraum einen Beitrag zum Gesamtdrehmoment leistet.When the internal combustion engine is a piston engine, the total torque is understood to be a time average over a plurality of crankshaft rotations. The torque contribution of a combustion chamber is understood as an average over several crankshaft rotation angle intervals in which the combustion chamber contributes to the total torque.
Das Erfassen der Drehmomentbeitrage von mindestens zwei Brennraumen ist dahingehend zu verstehen, dass insbesondere das implizite Erfassen umfasst ist. So ist es nicht notwendig, die Drehmomente direkt als Drehmomente zu messen. Möglich ist auch ein implizites bzw. indirektes Erfassen, beispielsweise durch das zeitabhängige Messen des Kurbelwellen- drehwinkels und das Bestimmen der Drehmomentbeitrage anhand von Schwankungen der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle: Tragt ein erster Brennraum mehr zum Gesamtdrehmoment bei als ein zweiter Brennraum, so fuhrt das dazu, dass dann, wenn der erste Brennraum einen Arbeitstakt hat, die Kurbelwelle eine größere Beschleunigung erfahrt als dann, wenn der zweiteThe detection of the torque contribution of at least two combustion chambers is to be understood as including in particular the implicit detection. So it is not necessary to measure the torques directly as torques. Also possible is an implicit or indirect detection, for example by the time-dependent measurement of the crankshaft rotation angle and the determination of the torque contribution based on fluctuations in the rotational speed of the crankshaft: If a first combustion chamber contributes more to the total torque than a second combustion chamber, this leads to that when the first combustion chamber has a power stroke, the crankshaft is experiencing a greater acceleration than when the second
Brennraum einen Arbeitstakt hat. Die mittlere Kurbelwellengeschwindigkeit, die über den Kurbelwellendrehwinkelbereich ge- mittelt ist, in dem ein bestimmter Brennraum seinen Drehmomentbeitrag leistet, bzw. die Kurbelwellenbeschleunigung sind daher geeignet, die Drehmomentbeitrage der einzelnen Brenn- raume zu erfassen.Combustion chamber has a stroke. The average crankshaft speed, which is averaged over the crankshaft rotation angle range in which a specific combustion chamber makes its torque contribution, or the crankshaft acceleration are therefore suitable for detecting the torque contributions of the individual combustion chambers.
Sofern der Kolbenmotor eine Lichtmaschine zum Erzeugen eines elektrischen Stromes umfasst, ist es möglich, den Drehmoment- beitrag eines Brennraums aus dem Scheitelwert des von derIf the piston engine comprises an electric generator for generating an electric current, it is possible to reduce the torque contribution of a combustion chamber from the peak value of the engine
Lichtmaschine abgegebenen Stroms bzw. der abgegebenen Spannung zu bestimmen. Je großer der Drehmomentbeitrag eines Brennraums ist, desto großer ist der Scheitelwert des von der Lichtmaschine erzeugten Stroms, wenn dieser Brennraum seinen Arbeitstakt hat. Wenn ein Brennraum seinen Arbeitstakt hat, der einen geringeren Beitrag zum Gesamtdrehmoment liefert, ist der Scheitelwert kleiner. Der Scheitelwert ist daher ge- eignet, die Drehmomentbeitrage der einzelnen Brennraume zu erfassen .To determine alternator output current or the output voltage. The larger the torque contribution of a combustion chamber, the greater the peak value of the combustion chamber Generator generated electricity when this combustion chamber has its power stroke. If a combustion chamber has its working stroke, which provides a smaller contribution to the total torque, the peak value is smaller. The peak value is therefore suitable for detecting the torque contributions of the individual combustion chambers.
Das Gleiche gilt für den zeitlichen Abstand der Scheitelwerte voneinander: Je großer der Drehmomentbeitrag eines Brennraums zum Gesamtdrehmoment ist, desto schneller wird der Scheitelwert erreicht. Alle Brennraume leisten den gleichen Drehmomentbeitrag, wenn der Abstand zweier Scheitelwerte stets gleich ist.The same applies to the temporal distance of the peak values from one another: the greater the torque contribution of a combustion chamber to the total torque, the faster the peak value is reached. All combustion chambers provide the same torque contribution if the distance between two peak values is always the same.
Unter dem Erfassen der Drehmomentbeitrage ist daher insbesondere jeder Vorgang zu verstehen, durch den eine Aussage über den Drehmomentbeitrag einzelner Brennraume erhalten und der zum Erlangen dieser Aussage durchgeführt wird.The detection of the torque contributions is therefore to be understood in particular as meaning any process by which a statement about the torque contribution of individual combustion chambers is obtained and which is carried out to obtain this statement.
Unter dem Ermitteln der Änderung der Drehmomentbeitrage ist insbesondere jeder Vorgang zu verstehen, durch den eine Aussage über Veränderungen der Drehmomentbeitrage einzelner Brennraume erhalten und der zum Erlangen dieser Aussage durchgeführt wird.Determining the change of the torque contributions is to be understood in particular as meaning any process by which a statement about changes in the torque contribution of individual combustion chambers is obtained and which is carried out to obtain this statement.
Unter das Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von Änderungen der Drehmomentbeitrage fallt auch, dass nur dann ein Signal ausgegeben wird, wenn die Änderung der Drehmomentbeitrage einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Umfasst ist insbesondere jedes Signal, das eine Aussage über die Unterschiede in den Mengen ruckgefuhrten Abgases enthalt und zu diesem Zweck ausgegeben wird.By outputting a signal in response to changes in the torque contribution, it also falls that a signal is output only when the torque contribution change exceeds a preset threshold. In particular, this includes any signal that contains information about the differences in the amounts of returned exhaust gas and is output for this purpose.
Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt ein Kolbenmotor, insbe- sondere ein Dieselmotor.The internal combustion engine is preferably a piston engine, in particular a diesel engine.
Bevorzugt umfasst Schritt (a) das Andern von mindestens einem Betriebsparameter für jeden Brennraum, so dass sich die Dreh- momentbeitrage der Brennraume einander angleichen. Ein solches Vorgehen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich bei der Brennkraftmaschine um einen im Leerlauf befindlichen Kolbenmotor, insbesondere einen Dieselmotor, handelt. In die- sem Fall wird die Einspritzmenge für alle Injektoren, diePreferably, step (a) comprises changing at least one operating parameter for each combustion chamber so that the rotational moment contribution of the combustion chambers to each other. Such a procedure is particularly advantageous when the internal combustion engine is an idling piston engine, in particular a diesel engine. In this case, the injection quantity for all injectors, the
Kraftstoff in die Brennraume einspritzen, bei einem bestimmten Kraftstoffdruck mittels Kleinstmengenadaption angepasst. Durch diese Anpassung liefern alle Brennraume einen im Wesentlichen gleichen Drehmomentbeitrag zum Gesamtdrehmoment.Inject fuel into the combustion chamber, adjusted at a certain fuel pressure by means of small volume adaptation. Through this adaptation, all combustion chambers provide a substantially equal torque contribution to the total torque.
Die Drehmomentbeitrage der einzelnen Brennraume unterscheiden sich dann vorzugsweise um weniger als 6 %, insbesondere weniger als 3 %. Zur Berechnung wird der Drehmomentbeitrag eines Brennraums von dem des anderen Brennraums abgezogen, die Dif- ferenz durch den größeren der beiden Werte geteilt, der Absolutbetrag errechnet und dieser Wert von 1 subtrahiert und mit 100 multipliziert.The torque contributions of the individual combustion chambers then preferably differ by less than 6%, in particular less than 3%. For the calculation, the torque contribution of one combustion chamber is subtracted from that of the other combustion chamber, the difference is divided by the larger of the two values, the absolute value is calculated and this value is subtracted from 1 and multiplied by 100.
Die Anpassung der Einspritzmenge wird beispielsweise durch eine Variation der Voreinspritzmenge oder der Einspritzzeitdauer (time of injection, TOI) durchgeführt. Alternativ oder auch kumulativ geschieht letzteres durch die Anpassung des Einspritzstartzeitpunkts (start of injection, SOI) und/oder des Einspritzendzeitpunkts (end of injection, EOI) .The adjustment of the injection quantity is carried out, for example, by a variation of the pilot injection quantity or the injection time period (TOI). Alternatively or cumulatively, the latter is done by adjusting the injection start time (start of injection, SOI) and / or the injection end time (end of injection, EOI).
Wird im Rahmen des Anderns von Betriebsparametern für jeden Brennraum der Drehmomentbeitrag mehrfach erfasst, so wird für das Erfassen in Schritt (c) bevorzugt der letzte erfasste Wert für den Drehmomentbeitrag verwendet.If, in the course of changing operating parameters, the torque contribution is recorded multiple times for each combustion chamber, then the last detected value for the torque contribution is preferably used for the detection in step (c).
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform umfasst Schritt (d) des erfindungsgemaßen Verfahrens das Bilden der Differenz zweier in Schritt (c) erhaltener Drehmomentbeitrage und das Vergleichen der Differenz mit einem voreingestellten Schwel- lenwert.According to a preferred embodiment, step (d) of the inventive method comprises forming the difference between two torque contributions obtained in step (c) and comparing the difference with a preset threshold.
Dieser Schwellenwert ist vorzugsweise ein relativer Schwellenwert und liegt bei 6%, bevorzugt bei 3%, insbesondere be- vorzugt bei 1,5%. Das bedeutet, dass nach Andern der Menge ruckgefuhrten Abgases für einen Brennraum zwei Werte für den Drehmomentbeitrag ermittelt sind. Es wird die Differenz aus dem größeren Drehmomentwert und dem kleineren Drehmomentwert gebildet und die Differenz durch den größeren Drehmomentwert geteilt. Der Schwellenwert ist überschritten, wenn ein Wert von über 1,06 bzw. 1,03 bzw. 1,015 erhalten wird. Die Drehmomentbeitrage werden wie oben ausgeführt, vorzugsweise implizit bzw. indirekt ermittelt.This threshold value is preferably a relative threshold and is 6%, preferably 3%, in particular preferably at 1.5%. This means that after changing the amount of exhaust gas exhausted for a combustion chamber, two values for the torque contribution are determined. The difference between the larger torque value and the smaller torque value is formed and the difference is divided by the larger torque value. The threshold is exceeded if a value greater than 1.06 or 1.03 or 1.015 is obtained. The torque contributions are determined as stated above, preferably implicitly or indirectly.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungs- gemaßen Verfahrens wird zunächst, wie oben beschrieben, die Einspritzmenge an Kraftstoff in jedem Brennraum so eingeregelt, dass die Unterschiede in den Drehmomentbeitragen der einzelnen Brennraume unter dem voreingestellten Schwellenwert liegen. Anschließend wird die Menge ruckgefuhrten Abgases geändert und die Einspritzmenge an Kraftstoff brennraumspezi- fisch so nachgeregelt, dass wiederum alle Brennraume einen im Wesentlichen gleichen Drehmomentbeitrag liefern, das heißt, dass die Unterschiede in den Drehmomentbeitragen unterhalb des voreingestellten Schwellenwerts liegen.In a further preferred embodiment of the inventive method, first, as described above, the injection amount of fuel in each combustion chamber adjusted so that the differences in the torque contributions of the individual combustion chambers are below the preset threshold. Subsequently, the amount of returned exhaust gas is changed and the injection quantity of fuel is adjusted so that each combustion chamber has a substantially equal torque contribution, ie the differences in the torque contributions are below the preset threshold value.
Die Änderung der Einspritzmenge für jeden Brennraum ist dann ein Maß für die Änderung des Drehmomentbeitrags infolge der Änderung der Menge ruckgefuhrten Abgases.The change in the injection quantity for each combustion chamber is then a measure of the change in the torque contribution due to the change in the amount of returned exhaust gas.
Muss für einen Brennraum die Einspritzmenge um mehr als einen voreingestellten Schwellenwert erhöht werden, vorzugsweise 3%, insbesondere 5%, insbesondere vorzugsweise 10%, wird vor- zugsweise eine Warnmeldung ausgegeben.If the injection quantity has to be increased by more than a preset threshold value for a combustion chamber, preferably 3%, in particular 5%, in particular preferably 10%, a warning message is preferably issued.
Bevorzugt werden in den Schritten (a) und (c) die Drehmomentbeitrage aller Brennraume erfasst. Dadurch sind Unterschiede zwischen den Brennraumen bezuglich der Menge ruckgefuhrten Abgases besonders gut ermittelbar.Preferably, in steps (a) and (c), the torque contributions of all combustion chambers are detected. As a result, differences between the combustion chambers with respect to the amount of returned exhaust gas can be determined particularly well.
Bevorzugt umfasst Schritt (d) das Bilden der Differenz aus den in Schritt (a) erfassten Drehmomentbeitragen zweier Brennraume und den in Schritt (c) erfassten Drehmomentbeitragen für jeden Brennraum, das Bilden des Absolutbetrags der Differenz bzw. der Absolutbetrage der Differenzen, das Berechnen des Maximums der so erhaltenen Absolutbetrage und das Vergleichen des Maximums mit einem voreingestellten Schwellenwert .Preferably, step (d) comprises forming the difference from the torque contributions of two detected in step (a) Combustion chambers and the torque contributions detected in step (c) for each combustion chamber, forming the absolute amount of the difference or the absolute value of the differences, calculating the maximum of the absolute amounts thus obtained and comparing the maximum with a preset threshold.
So wird die maximale, durch das Andern der Menge ruckgefuhr- ten Abgases bewirkte Änderung der Drehmomentbeitrage erfasst. Alternativ wird für jeden Brennraum die Änderung dieser Differenz aufgrund des Anderns der Menge ruckgefuhrten Abgases erfasst. Ändert sich diese Differenz um mehr als einen voreingestellten Wert, so ist das ein Zeichen für einen signifikanten Einfluss der Änderung der Menge ruckgefuhrten Abgases, so dass bevorzugt ein Warnsignal ausgegeben wird.Thus, the maximum change of the torque contribution caused by changing the amount of exhaust gas is detected. Alternatively, for each combustion chamber, the change in this difference is detected due to the change in the amount of returned exhaust gas. If this difference changes by more than a preset value, this is an indication of a significant influence of the change in the amount of returned exhaust gas, so that a warning signal is preferably output.
Zum Ermitteln der Änderung der Drehmomentbeitrage umfasst Schritt (d) bevorzugt das Bilden der Differenz aus den in Schritt (a) erfassten Drehmomentbeitragen zweier Brennraume und den in Schritt (c) erfassten Drehmomentbeitragen derselben Brennraume.In order to determine the change in the torque contribution, step (d) preferably comprises forming the difference between the torque contributions of two combustion chambers detected in step (a) and the torque contributions of the same combustion chamber detected in step (c).
Ein bevorzugtes Verfahren weist den zusatzlichen Schritt vor Schritt (a) auf: im Wesentlichen vollständiges Verringern der Menge ruckgefuhrten Abgases in die Brennraume, wobei das Andern der Menge ruckgefuhrten Abgases in die Brennraume ein Erhohen, vorzugsweise auf über 40 % bezogen auf die Gesamt- brennraumfullung, ist.A preferred method comprises the additional step of step (a) of substantially completely reducing the amount of returned exhaust gas into the combustion chambers, wherein varying the amount of returned exhaust gas into the combustion chambers increases, preferably to over 40%, based on the total combustion chamber charge , is.
Wenn die Brennkraftmaschine ein Kolbenmotor ist, so ist die gesamte Brennraumfullung die Menge an Gas, die verdichtet wird. Ein Anteil von 40 % an der Gesamtbrennraumfullung bedeutet, dass der Brennraum im Moment unmittelbar vor der Zündung zu 40% Volumenanteil mit Abgas gefüllt ist. Durch das im Wesentlichen vollständige Verringern der Menge ruckgefuhrten Abgases und ein anschließendes Erhohen auf 40 % wird ein besonders großer Unterschied im Einfluss der Menge ruckgefuhrten Abgases erreicht, so dass Unterschiede im Anteil ruckge- führten Gases von Brennraum zu Brennraum besonders gut detek- tierbar sind.When the internal combustion engine is a piston engine, the total combustion chamber filling is the amount of gas that is compressed. A share of 40% of the total combustion chamber filling means that the combustion chamber is filled with exhaust gas at the moment immediately before ignition to 40% volume fraction. By substantially reducing the amount of returned exhaust gas and then increasing it to 40%, a particularly large difference in the influence of the amount of returned exhaust gas is achieved, so that differences in the proportion of returned exhaust gas are achieved. gases from combustion chamber to combustion chamber are particularly well detectable.
Alternativ wird in Schritt (b) die Menge ruckgefuhrten Abga- ses in die Brennraume, deren Drehmomentbeitrag in Schritt (a) erfasst wurde, im Wesentlichen vollständig verringert, d.h. vollständig unterbunden. Vorzugsweise ist dann die Menge ruckgefuhrten Abgases in Schritt (a) so hoch, dass der Anteil bei über 40%, insbesondere über 60%, an der Gesamtbrennraum- fullung liegt.Alternatively, in step (b), the amount of returned exhaust gas into the combustion chambers, the torque contribution of which was detected in step (a), is substantially completely reduced, i. completely stopped. Preferably, the amount of returned exhaust gas in step (a) is then so high that the proportion is more than 40%, in particular more than 60%, of the total combustion chamber filling.
In bekannten Verfahren zum Betreiben von Dieselmotoren wird nach einer bestimmten Zeit des Betriebs im Leerlauf die Menge ruckgefuhrten Abgases im Wesentlichen vollständig verringert, um ein Verrußen des Motors zu verhindern. Bevorzugt wird das erfindungsgemaße Verfahren daher nach einer voreingestellten Zeit des Betriebs im Leerlauf durchgeführt.In known methods of operating diesel engines, after a certain period of idling operation, the amount of exhaust gas returned is substantially completely reduced to prevent engine sooting. Preferably, the inventive method is therefore carried out after a preset period of operation at idle.
Bevorzugt wird das erfindungsgemaße Verfahren bei konstanter Kraftstoffzufuhrungsrate, insbesondere bei Leerlauf derPreferably, the inventive method at a constant Kraftstoffzufuhrungsrate, especially at idle the
Brennkraftmaschine, durchgeführt. Vorteilhaft daran ist, dass weitere Einflüsse, wie beispielsweise Lastwechsel, dann keinen Einfluss auf das Erfassen der Drehmomentbeitrage aufgrund der Änderung der Menge ruckgefuhrten Abgases haben. Es wird so eine hohe Genauigkeit bei der Ermittlung der Änderung der Drehmomentbeitrage infolge der Änderung der Menge ruckgefuhrten Abgases erreicht.Internal combustion engine, performed. The advantage of this is that further influences, such as load changes, then have no effect on the detection of the torque contribution due to the change in the amount of returned exhaust gas. Thus, a high accuracy in the determination of the change of the torque contribution due to the change of the amount of returned exhaust gas is achieved.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem das Signal in Schritt (e) ein Stellsignal ist zum Andern der Menge in einen oder mehrere Brennraume ruckgefuhrten Abgases . Vorteilhaft ist hierbei, dass eine detektierte Ungleichverteilung des ruckgefuhrten Abgases in die einzelnen Brennraume sofort anderbar ist, so dass nach der Anpassung der brennraumindividu- eilen Menge ruckgefuhrten Abgases in allen Brennraumen im Wesentlichen gleiche Verbrennungsbedingungen herrschen. Bei einer erfindungsgemaßen Brennkraftmaschine ist die Abgas- ruckfuhrungsvorrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dass die ruckgefuhrte Abgasmenge brennraumabhangig regelbar oder steuerbar ist. Hieran ist vorteilhaft, dass eine in Bezug auf die Verbrennungsraume untereinander ungleichmäßige Abgasruckfuh- rung ausgleichbar ist.Particularly preferred is a method in which the signal in step (e) is a control signal for changing the amount in one or more combustion chambers exhausted exhaust gas. In this case, it is advantageous that a detected unequal distribution of the returned exhaust gas into the individual combustion chambers can be changed immediately, so that essentially the same combustion conditions prevail in all combustion chambers after the adaptation of the combustion chamber-specific quantity of returned exhaust gas. In the case of an internal combustion engine according to the invention, the exhaust gas recirculation device is preferably designed such that the returned exhaust gas quantity can be regulated or controlled dependent on the combustion chamber. This is advantageous in that a Abgasruckfuh- with respect to the combustion chambers with each other uneven Abgasruckfuh- is compensated.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren 1 und 2 naher erläutert.In the following the invention with reference to the accompanying figures 1 and 2 is explained in more detail.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemaße Brennkraftmaschine in Form eines Dieselmotors .Figure 1 shows an inventive internal combustion engine in the form of a diesel engine.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemaßen Ver- fahrens .FIG. 2 shows a flowchart of a method according to the invention.
Figur 1 zeigt einen Dieselmotor 1, der vier Brennraume 2 in Form von Zylindern umfasst, in denen Kolben 3 laufen. Die Brennraume 3 sind über Pleuel 4 mit einer Kurbelwelle 5 ver- bunden .FIG. 1 shows a diesel engine 1 comprising four combustion chambers 2 in the form of cylinders in which pistons 3 run. The combustion chambers 3 are connected to a crankshaft 5 via connecting rods 4.
Wahrend des Betriebs des Dieselmotors 1 erzeugen die Brennraume 3 ein Gesamtdrehmoment an der Kurbelwelle 5.During the operation of the diesel engine 1, the combustion chambers 3 generate a total torque on the crankshaft 5.
Leisten die einzelnen Brennraume 2 einen unterschiedlichen Drehmomentbeitrag, so fuhrt das dazu, dass dann, wenn ein Brennraum, der einen geringeren Beitrag zum Gesamtdrehmoment leistet, seinen Arbeitstakt hat, die Kurbelwelle 5 geringer beschleunigt wird, als wenn ein Brennraum 2, der einen große- ren Drehmomentbeitrag zum Gesamtdrehmoment der Kurbelwelle 5 leistet, seinen Arbeitstakt hat.If the individual combustion chambers 2 provide a different torque contribution, this leads to the situation that when a combustion chamber which makes a smaller contribution to the total torque has its working cycle, the crankshaft 5 is accelerated less than if a combustion chamber 2, which had a large combustion chamber. ren torque contribution to the total torque of the crankshaft 5 makes its working stroke.
Die Kurbelwelle 5 ist mit einem Kurbelwellensensor 6 verbunden, der den Kurbelwellendrehwinkel ω der Kurbelwelle 5 in Abhängigkeit von der Zeit t erfasst. Der zeitabhängige Kurbelwellendrehwinkel ω(t) enthalt alle Informationen, die zur Berechnung des Drehmomentbeitrags der Brennraume 2 notwendig sind, und wird durch eine elektrische Leitung 7 zu einer Steuerung 8 übertragen.The crankshaft 5 is connected to a crankshaft sensor 6, which detects the crankshaft rotation angle ω of the crankshaft 5 as a function of the time t. The time-dependent crankshaft rotation angle ω (t) contains all the information necessary for calculating the torque contribution of the combustion chamber 2 are, and is transmitted by an electric line 7 to a controller 8.
Zum Betrieb des Dieselmotors 1 strömt durch eine Luftzulei- tung 9 Luft ein und wird zu den Brennraumen 2 geleitet. Die Abgase der Brennraume 2 werden durch eine Abgasleitung 10 zu einem hier nicht eingezeichneten Auspuff abgeführt. Zwischen den Brennraumen 2 und dem Auspuff befindet sich ein Ventil 11 (in der Figur 1 vereinfacht als Klappe dargestellt) , das eine Fluid-Verbindung 12 zwischen der Abgasleitung 10 und der Luftzuleitung 9 offnen oder schließen kann. Das Ventil 11 kann die Verbindung 12 auch teilweise offnen oder schließen. Das Ventil 11 ist elektrisch ansteuerbar und mittels einer Ansteuerleitung 13 mit der Steuerung 8 verbunden. (Unter ei- nem Fluidum ist ein flussiges und/oder gasformiges Medium zu verstehen) .To operate the diesel engine 1, air flows through an air line 9 and is conducted to the combustion chambers 2. The exhaust gases of the combustion chambers 2 are discharged through an exhaust pipe 10 to a not shown here exhaust. Between the combustion chambers 2 and the exhaust is a valve 11 (shown in simplified form in the figure 1 as a flap), which can open or close a fluid connection 12 between the exhaust pipe 10 and the air supply line 9. The valve 11 may also partially open or close the connection 12. The valve 11 is electrically actuated and connected by means of a control line 13 to the controller 8. (By a fluid is meant a liquid and / or gaseous medium).
In einer bevorzugten, hier nicht eingezeichneten Variante, ist in jedem einzelnen Brennraum 2 jeweils mindestens ein Ventil 11 zugeordnet, so dass die Menge an Abgas, die in den jeweiligen Brennraum umgeleitet wird, brennraumindividuell steuerbar bzw. regelbar ist.In a preferred, not shown here variant, at least one valve 11 is assigned in each combustion chamber 2, so that the amount of exhaust gas, which is diverted into the respective combustion chamber, is controllable or controllable for each individual combustion chamber.
Jeder Brennraum 2 weist einen Injektor 14 auf, der Kraftstoff aus einer hier nicht eingezeichneten Kraftstoffleitung in die Brennraume 2 einspritzt. Alle Injektoren 14 sind über eine Steuerleitung 15 mit der Steuerung 8 verbunden. Aus Uber- sichtlichkeitsgrunden ist lediglich ein Injektor 14 als mit der Steuerleitung 15 verbunden eingezeichnet. Die Injektoren 14 und die Steuerung 8 sind dabei so ausgebildet, dass für jeden Brennraum 2 eine individuelle Kraftstoffmenge einspritzbar ist.Each combustion chamber 2 has an injector 14 which injects fuel from a fuel line, not shown here, into the combustion chamber 2. All injectors 14 are connected via a control line 15 to the controller 8. For reasons of clarity, only one injector 14 is shown connected to the control line 15. The injectors 14 and the controller 8 are designed so that an individual amount of fuel can be injected for each combustion chamber 2.
Eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens wird dadurch ausgeführt, dass im Leerlaufbetrieb zunächst das Ventil 11 geschlossen wird. Dadurch wird verhindert, dass Abgas in die Luftzuleitung 9 gelangen kann. Über den Kurbelwellensensor 6 werden danach die Drehmomentbeitrage der einzelnen Brennraume 2 aufgenommen und an die Steuerung 8 übermittelt. Steuerung 8 passt die Menge des pro Arbeitstakt eingespritzten Kraftstoffs in die Brennraume 2 so an, dass die Unterschiede der Drehmomentbeitrage der einzelnen Brennraume 2 un- tereinander kleiner sind als 2 %. Das heißt, dass das Drehmoment des Brennraums, der den größten Drehmomentbeitrag zum Gesamtdrehmoment liefert, abzuglich des Drehmoments des Brennraums, der den kleinsten Drehmomentbeitrag zum Gesamtdrehmoment des Motors liefert, bezogen auf (d.h. geteilt durch) den Drehmomentbeitrag des Brennraums, der den größten Beitrag liefert, kleiner ist als 2%.An embodiment of the method according to the invention is carried out by first closing the valve 11 during idling operation. This prevents that exhaust gas can get into the air supply line 9. About the crankshaft sensor 6 then the torque contributions of the individual Combustion chamber 2 recorded and transmitted to the controller 8. Control 8 adjusts the amount of fuel injected per working cycle into the combustion chamber 2 such that the differences in the torque contribution of the individual combustion chambers 2 to one another are less than 2%. That is, the torque of the combustion chamber that provides the largest torque contribution to the total torque, less the torque of the combustion chamber that provides the smallest torque contribution to the overall torque of the engine, is based on (ie, divided by) the torque contribution of the combustion chamber that provides the largest contribution , less than 2%.
Anschließend wird das Ventil 11 so weit durch die Steuerung 8 geöffnet, dass ein Abgasstrom in die Luftzuleitung 9 ein- strömt, der 40 % am Gesamtstrom in die Brennraume ausmacht, so dass der Anteil an ruckgefuhrtem Abgas 40% der Gesamt- brennraumfullung betragt.Subsequently, the valve 11 is opened by the controller 8 so far that an exhaust gas flow into the air supply line 9, which accounts for 40% of the total flow into the combustion chamber, so that the proportion of returned exhaust gas amounts to 40% of the total combustion chamber.
Daran anschließend werden die Drehmomentbeitrage der einzel- nen Brennraume nach dem oben beschriebenen Verfahren erneut erfasst. Durch die Steuerung 8 wird erneut die Einspritzmenge in die einzelnen Brennraume so angepasst, dass der oben genannte Schwellenwert unterschritten wird.Subsequently, the torque contributions of the individual combustion chambers are recaptured according to the method described above. By the controller 8, the injection quantity is again adjusted in the individual combustion chambers so that the above-mentioned threshold value is exceeded.
Ergibt sich dabei, dass ein Brennraum existiert, für den die Einspritzmenge um mehr als 4%, insbesondere mehr als 6% wiederum insbesondere mehr als 8% gegenüber dem Wert vor Einschalten der Abgasruckfuhrung geändert ist, so wird durch die Steuerung 8 ein Signal über eine Signalleitung 16 ausgegeben.If it turns out that a combustion chamber exists for which the injection quantity has been changed by more than 4%, in particular more than 6%, in turn, in particular more than 8%, compared to the value before the exhaust gas recirculation is switched on, the controller 8 sends a signal via a Signal line 16 output.
In einer alternativen Ausfuhrungsform ist das Ventil 11 zunächst so weit geöffnet, dass der Anteil an ruckgefuhrtem Abgas 40% der Gesamtbrennraumfullung betragt. Über den Kurbelwellensensor 6 werden danach die Drehmomentbeitrage der ein- zelnen Brennraume 2 aufgenommen und an die Steuerung 8 übermittelt. Steuerung 8 passt die Menge des pro Arbeitstakt eingespritzten Kraftstoffs in die Brennraume 2 so an, dass die Unterschiede der Drehmomentbeitrage der einzelnen Brennraume 2 untereinander kleiner sind als 2%.In an alternative embodiment, the valve 11 is initially opened so far that the proportion of jerkgefuhrtem exhaust gas amounts to 40% of the total Brennraumraumfullung. The torque contributions of the individual combustion chambers 2 are then recorded via the crankshaft sensor 6 and transmitted to the controller 8. Controller 8 adjusts the amount of fuel injected per stroke into the combustion chamber 2 so that the Differences of the torque contributions of the individual combustion chambers 2 with each other are smaller than 2%.
Anschließend wird das Ventil 11 geschlossen und es werden er- neut die Drehmomentbeitrage der einzelnen Brennraume 2 aufgenommen und an die Steuerung 8 übermittelt, welche die Menge des pro Arbeitstakt eingespritzten Kraftstoffs in die Brennraume 2 wiederum so anpasst, dass die Drehmomentbeitrage der einzelnen Brennraume 2 untereinander kleiner sind als 2%.Subsequently, the valve 11 is closed and again the torque contributions of the individual combustion chambers 2 are received and transmitted to the controller 8, which in turn adjusts the amount of fuel injected per working cycle into the combustion chamber 2 such that the torque contribution of the individual combustion chambers 2 to one another less than 2%.
Ergibt sich dabei, dass ein Brennraum existiert, für den die Einspritzmenge um mehr als 4% gegenüber dem Wert vor Einschalten der Abgasruckfuhrung geändert ist, so wird wiederum durch die Steuerung 8 ein Signal über die Signalleitung 16 ausgegeben.If it is found that a combustion chamber exists for which the injection quantity is changed by more than 4% compared to the value before switching on the Abgasruckfuhrung, then a signal via the signal line 16 is again output by the controller 8.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemaßen Verfahrens. Darin ist j eine Zahlvariable und n die Zahl der Brennraume, von denen der Drehmomentbeitrag erfasst wird.2 shows a flowchart of a method according to the invention. Where j is a number variable and n is the number of combustion chambers from which the torque contribution is detected.
In einem ersten Schritt Sl werden die Drehmomentbeitrage MD der Brennraume 2 des Dieselmotors 1 erfasst. Für einen Vierzylinder-Dieselmotor ist n großer als 1 und kleiner oder gleich 4, so dass die Drehmomentbeitrage MD von 2, 3 oder 4 Brennraumen erfasst werden. Es ist gunstig, die Drehmomentbeitrage M-j aller Brennraume zu erfassen, im vorliegenden Beispiel also die Drehmomentbeitrage Mi, M2, M3 und M4.In a first step Sl, the torque contribution M D of the combustion chamber 2 of the diesel engine 1 is detected. For a four-cylinder diesel engine, n is greater than 1 and less than or equal to 4, so torque gains M D of 2, 3 or 4 combustion chambers are detected. It is favorable, the torque contributions M j of all combustion chambers to detect, in the present example, the torque contributions Mi, M 2, M 3 and M. 4
In einem anschließenden zweiten Schritt S2 wird die Menge ruckgefuhrten Abgases geändert, also erhöht oder vermindert. Die Menge ruckgefuhrten Abgases wird in diesem Schritt zumindest für diejenigen Brennraume erhöht, deren Drehmomentbeitrage im ersten Schritt ermittelt wurden. Es ist gunstig, die Menge ruckgefuhrten Abgases für alle Brennraume und auf die gleiche Weise zu andern, beispielsweise durch Offnen des Ventils 11 (vgl. Figur 1). Daran anschließend werden in einem dritten Schritt S3 erneut Drehmomentbeitrage MD erfasst, nämlich von zumindest zwei Brennraumen, deren Drehmomentbeitrage im ersten Schritt erfasst wurden. Wurden also beispielsweise im ersten Schritt die Drehmomentbeitrage Mi, M2 und M3 des ersten, des zweiten und des dritten Brennraums erfasst, so ist es ausreichend, wenn im dritten Schritt die Drehmomentbeitrage Mx und M2 des ersten und des zweiten Brennraums erfasst werden. Bevorzugt werden aber die Drehmomentbeitrage aller Brennraume erfasst, deren Drehmomentbeitrage bereits im ersten Schritt erfasst wurden .In a subsequent second step S2, the amount of returned exhaust gas is changed, ie increased or decreased. The amount of returned exhaust gas is increased in this step at least for those combustion chambers whose torque contributions were determined in the first step. It is convenient to change the amount of exhaust gas exhausted for all combustion chambers and in the same way, for example by opening the valve 11 (see Figure 1). Subsequently, torque contributions M D are again detected in a third step S3, namely at least two combustion chambers whose torque contributions were detected in the first step. If, for example, the torque contributions Mi, M 2 and M 3 of the first, second and third combustion chambers were detected in the first step, then it is sufficient if in the third step the torque contributions M x and M 2 of the first and second combustion chambers are detected , Preferably, however, the torque contributions of all combustion chambers are recorded whose torque contributions were already recorded in the first step.
In einem vierten Schritt S4 wird die Änderung der jeweiligen Drehmomentbeitrage infolge der Änderung der Menge ruckgefuhr- ten Abgases ermittelt. Ergeben sich hierbei Unterschiede zwischen den jeweiligen Änderungen der einzelnen Brennraume untereinander, ist dies ein Hinweis darauf, dass sich die Mengen ruckgefuhrten Abgases von Brennraum zu Brennraum unterscheiden .In a fourth step S4, the change in the respective torque contribution due to the change in the amount of returned exhaust gas is determined. If there are differences between the respective changes of the individual combustion chambers with each other, this is an indication that the amounts of returned exhaust gas differ from combustion chamber to combustion chamber.
Haben beispielsweise in dem als Beispiel gewählten Vierzylinder-Dieselmotor alle vier Brennraume ohne Abgasruckfuhrung einen Anteil von 25% am Gesamtdrehmoment und hat nach einer Erhöhung der Menge ruckgefuhrten Abgases bei ansonsten glei- chen Betriebsparametern des Dieselmotors der erste Brennraum einen Anteil von nur noch 20%, der zweite Brennraum jedoch einen Anteil von 30% am Gesamtdrehmoment, so ist dies ein Hinweis darauf, dass sich die in den ersten Brennraum ruckge- fuhrte Menge an Abgas von der in den zweiten Brennraum ruck- geführte Menge an Abgas unterscheidet.For example, in the four-cylinder diesel engine chosen as an example, all four combustion chambers without Abgasruckfuhrung accounted for 25% of the total torque and after increasing the amount zurückrückte exhaust gas with otherwise identical operating parameters of the diesel engine, the first combustion chamber accounted for only 20%, However, the second combustion chamber accounts for 30% of the total torque, this is an indication that the amount of exhaust gas led back into the first combustion chamber differs from the amount of exhaust gas introduced into the second combustion chamber.
In Abhängigkeit von der Änderung der Drehmomentbeitrage MD wird anschließend in einem fünften Schritt S5 ein Signal ausgegeben. Im oben beispielhaft geschilderten Fall betragt die Änderung des Drehmomentbeitrags für den ersten Brennraum 5%. Dieser Wert wird mit einem voreingestellten Wert, beispielsweise 4%, verglichen. Beim Überschreiten dieses voreingestellten Werts, wie hier gegeben, wird dann beispielsweise ein Warnsignal ausgegeben, das darauf hinweist, dass eine Wartung des Dieselmotors vorgenommen werden sollte. Depending on the change in the torque contribution M D , a signal is then output in a fifth step S5. In the case exemplified above, the change of the torque contribution for the first combustion chamber is 5%. This value is compared to a preset value, for example 4%. Exceeding this preset value, as given here, then becomes, for example a warning signal is issued, which indicates that maintenance of the diesel engine should be made.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit mindestens zwei Brennraumen (2), wobei jeder Brennraum (2) einen Drehmomentbeitrag zu einem Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine (1) leistet und wobei die Brennkraftmaschine (1) so ausgebildet ist, dass eine Menge an Abgas in Brennrau- me (2) ruckfuhrbar ist, mit den Schritten:1. A method for operating an internal combustion engine (1) having at least two combustion chambers (2), wherein each combustion chamber (2) contributes a torque to a total torque of the internal combustion engine (1) and wherein the internal combustion engine (1) is designed such that an amount Exhaust gas in combustion chamber (2) is jerkable, with the steps:
(a) Erfassen der Drehmomentbeitrage von mindestens zwei Brennraumen (2), anschließend(A) detecting the torque contribution of at least two combustion chambers (2), then
(b) Andern der Menge ruckgefuhrten Abgases zumindest in die Brennraume (2), deren Drehmomentbeitrag in Schritt (a) erfasst wurde, anschließend(b) changing the amount of returned exhaust gas at least into the combustion chambers (2) whose torque contribution was detected in step (a), then
(c) Erfassen der Drehmomentbeitrage von mindestens zwei Brennraumen (2), deren Drehmomentbeitrag in Schritt (a) erfasst wurde, anschließend(C) detecting the torque contributions of at least two combustion chambers (2), the torque contribution was detected in step (a), then
(d) Ermitteln der Änderung der Drehmomentbeitrage infolge der Änderung der Menge ruckgefuhrten Abgases und anschließend (e) Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von der Änderung der Drehmomentbeitrage.(d) determining the change in the torque contribution due to the change in the amount of returned exhaust gas, and then (e) outputting a signal in response to the change in torque contribution.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Schritt (a) zusatzlich umfasst:2. The method of claim 1, wherein: a) step of (a) additionally comprises:
Andern von Betriebsparametern für jeden Brennraum (2) so, dass sich die Drehmomentbeitrage der Brennraume (2) einander angleichen.Changing operating parameters for each combustion chamber (2) so that the torque contributions of the combustion chambers (2) align with each other.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Ermitteln gemäß Schritt (d) umfasst:3. The method of claim 2, wherein the determining in step (d) comprises:
Bilder der Differenz zweier in Schritt (c) erhaltener Drehmomentbeitrage und Vergleichen der Differenz mit ei- nem voreingestellten Schwellenwert.Images of the difference between two torque contributions obtained in step (c) and comparing the difference with a preset threshold.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s in den Schritten (a) und (c) die Drehmomentbeitrage aller Brennraume (2) erfasst werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the Steps (a) and (c) the torque contributions of all combustion chambers (2) are detected.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Ermitteln gemäß Schritt (d) umfasst:5. The method of claim 4, wherein the determining in step (d) comprises:
- für jeden Brennraum (2) Bilden der Differenz aus dem in Schritt (a) erfassten Drehmomentbeitrag und dem in Schritt (c) erfassten Drehmomentbeitrag, - Bilden der Absolutbetrage der Differenzen,- for each combustion chamber (2) forming the difference from the torque contribution detected in step (a) and the torque contribution detected in step (c), - forming the absolute values of the differences,
- Berechnen des Maximums der Absolutbetrage undCalculate the maximum of the absolute values and
- Vergleichen des Maximums mit einem voreingestellten Schwel lenwert .- Compare the maximum with a preset threshold value.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Schritt (d) umfasst: Bilden der Differenz aus: den in Schritt (a) erfassten Drehmomentbeitragen zweier Brennraume (2) und den in Schritt (c) erfassten Drehmomentbeitragen derselben Brennraume (2) .6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that step (d) comprises: forming the difference from: in step (a) detected torque contributions of two combustion chambers (2) and the torque contributions in step (c) of the same combustion chamber ( 2).
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem zusatzlichen Schritt vor Schritt (a) :7. The method according to any one of the preceding claims with the additional step before step (a):
- im Wesentlichen vollständiges Verringern der Menge ruckge- fuhrten Abgases in die Brennraume (2), wobei das Andern der Menge ruckgefuhrten Abgases in die Brennraume (2) ein Erhohen des Anteils an Abgas an einer Gesamtbrennraumfullung, vorzugsweise auf über 40%, ist.substantially completely reducing the amount of recirculated exhaust gas into the combustion chambers (2), wherein changing the amount of recirculated exhaust gas into the combustion chambers (2) is an increase in the proportion of exhaust gas in a total combustion chamber filling, preferably to over 40%.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Andern in Schritt (b) ein im Wesentlichen vollständiges Verringern der Menge ruckgefuhrten Abgases in die Brennraume (2) ist.A method according to any one of claims 1 to 6, wherein the altering in step (b) is a substantially complete reduction of the amount of returned exhaust gas into the combustion chambers (2).
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Brennkraftmaschine (1) ein Kolbenmotor ist und das Verfahren bei im Wesentlichen konstanter Kraftstoffzufuhrungsrate, insbesondere bei Leerlauf der Brennkraftmaschine, durchgeführt wird .9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Internal combustion engine (1) is a piston engine and the method at substantially constant Kraftstoffzufuhrungsrate, in particular when the engine is idling, is performed.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Signal in Schritt (e) ein Stellsignal ist zum Andern der Menge des in einen Brennraum (2) oder mehrere Brennraume (2) ruckgefuhrten Abgases.10. The method according to claim 1, wherein the signal in step (e) is an actuating signal for changing the amount of exhaust gas returned to a combustion chamber or to a plurality of combustion chambers.
11. Brennkraftmaschine, insbesondere Kolbenmotor (1), mit:11. Internal combustion engine, in particular piston engine (1), with:
- mindestens zwei Brennraumen (2), wobei jeder Brennraum (2) einen Drehmomentbeitrag zu einem Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine (1) leistet,at least two combustion chambers (2), each combustion chamber (2) contributing a torque to a total torque of the internal combustion engine (1),
- mindestens einem Sensor (6) zum Erfassen des Drehmomentbeitrags von mindestens zwei Brennraumen (2),at least one sensor (6) for detecting the torque contribution of at least two combustion chambers (2),
- einer Abgasruckfuhrungsvorrichtung (10, 11, 12, 13) zum Ruckfuhren einer Menge von Abgas aus den Brennraumen (2) in Brennraume (2) zurück undan exhaust gas recirculation device (10, 11, 12, 13) for returning a quantity of exhaust gas from the combustion chambers (2) back into combustion chambers (2) and
- einer mit dem mindestens einen Sensor (6) und der Abgasruckfuhrungsvorrichtung (10, 11, 12, 13) elektrisch verbundenen Steuerung (8) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Steuerung (8) eingerichtet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzufuhren.- A controller (8) electrically connected to the at least one sensor (6) and the Abgasruckfuhrungsvorrichtung (10, 11, 12, 13), characterized in that the controller (8) is arranged to a method according to one of claims 1 to 10 by feeders.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abgasruckfuhrungsvorrichtung (10, 11, 12, 13) so ausgebildet ist, dass die ruckgefuhrte Menge ruckgefuhrten Abgases brennraumabhangig regelbar oder steuerbar ist.12. Internal combustion engine according to claim 11, d a d u r c h e c e n e c e s e s, e s the exhaust gas recirculation device (10, 11, 12, 13) is formed so that the returned amount of returned exhaust gas is combustion chamber dependent adjustable or controllable.
13. Computerprogrammprodukt, das direkt in den Speicher ei- ner digitalen Steuerung (8) ladbar ist und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt wird, wenn das Produkt auf der digitalen Steuerung (8) lauft. A computer program product which is directly loadable into the memory of a digital controller (8) and comprises software code sections with which a method according to any one of claims 1 to 10 is executed when the product is running on the digital controller (8).
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