EP2173992A1 - Brennkraftmaschine und verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine und verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine

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EP2173992A1
EP2173992A1 EP08774049A EP08774049A EP2173992A1 EP 2173992 A1 EP2173992 A1 EP 2173992A1 EP 08774049 A EP08774049 A EP 08774049A EP 08774049 A EP08774049 A EP 08774049A EP 2173992 A1 EP2173992 A1 EP 2173992A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cyl
exhaust gas
tract
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08774049A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gianluca Caretta
Manfred Weigl
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.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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 Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP2173992A1 publication Critical patent/EP2173992A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/49—Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine having at least two cylinders, each comprising a combustion chamber. Furthermore, the internal combustion engine comprises an intake tract, an off ⁇ gas Trust and a Abgasruckbowtechnisch.
  • the intake tract communicates via a respective cylinder inlet passage of the intake tract depending on a switching position of at least one gas inlet valve, each with one of the combustion chambers.
  • the exhaust gas tract com municates ⁇ dependent on a switching position of each of at least one gas outlet valve with one of the combustion chambers.
  • exhaust gas can be returned from the exhaust gas tract to the inlet ducts of the intake tract via the exhaust gas return line.
  • the invention relates to a method and a device for operating an internal combustion engine.
  • Pollutant emissions of an internal combustion engine can be reduced in predetermined operating states of the internal combustion engine by returning exhaust gas and by supplying the exhaust gas to a renewed combustion process.
  • the return of the exhaust gas reduces a combustion temperature.
  • fewer pollutants are generated in the combustion process compared to the pollutant production without repatriation of the exhaust gas.
  • the object underlying the invention is to provide an internal combustion engine and a method and a device for operating an internal combustion engine, which enable a cylinder-individual checking of a Abgasruckbowung.
  • the object is solved by the features of the independent claims.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • the invention is characterized according to a first aspect of the invention by an internal combustion engine.
  • the Brennkraftma ⁇ machine comprises at least two cylinders, an intake manifold, an exhaust manifold and an exhaust gas return line.
  • the cylinders each include a combustion chamber.
  • the intake tract communicates via a respective cylinder inlet of the intake channel from ⁇ hangig from one switching position depending on at least one gas inlet valve with one of the combustion chambers.
  • the exhaust gas tract com municates ⁇ dependent on a switching position of each of at least one gas outlet valve with one of the combustion chambers.
  • exhaust gas can be returned from the exhaust gas tract to the inlet ducts of the intake tract via the exhaust gas return line.
  • the internal combustion engine each has a mixture air temperature sensor for detecting a respective mixture air temperature in the inlet ducts.
  • the mixture air temperature sensors in the inlet channels provide a cylinder-specific detection of the mixture of air ⁇ temperature.
  • the mixture air is composed of returned exhaust gas from the exhaust gas tract and from fresh air, which was sucked in via the intake tract.
  • the mixture air temperature thus results from the exhaust gas temperature of the returned exhaust gas and from the fresh air temperature of the intake fresh air.
  • the detection of the mixture air temperatures makes it possible to check whether the returned exhaust gas is uniformly distributed among the individual cylinders. Thus, this allows a cylinder-specific checking of Abgasruckbuch- tion.
  • the mixture air temperature sensors have a response time which is less than 100 ms. This allows light, the mixture air temperatures due to the Abgasruckfuh- tion to capture very precise.
  • the response time is the time it takes for one of the mixture air temperature sensors to provide a precise measurement result after an abrupt temperature change.
  • the invention is characterized according to a second aspect of the invention by a method and an apparatus for operating an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine comprises at least two cylinders, an intake tract, an exhaust tract and an exhaust gas return line.
  • the cylinders each include a combustion chamber.
  • the intake tract communicates via a respective cylinder inlet passage of the intake tract depending on a switching position of at least one gas inlet valve, each with one of the combustion chambers.
  • the exhaust tract communicates depending on a switching position of at least one gas outlet valve, each with one of the combustion chambers. Via the exhaust jerk ⁇ drove line is dependent on a switching position of an exhaust gas smoothly drove valve exhaust gas from the exhaust gas section towards the inlet of the intake tract let kanalen ruckbowbar.
  • a mixture of air temperature in at least two ⁇ cylinder intake canals is each determined for operating the internal combustion engine.
  • the erstoff ⁇ th mixture air temperatures are compared. It is detected on an unequal distribution jerkgeschreibten exhaust gas, if a difference between the determined Gemisch Kunststofftempera ⁇ tures is greater than a predetermined threshold.
  • the mixture air temperatures can be determined by means of the mixture air temperature sensors.
  • the threshold is determined depending on a load, a Kuhlwassertemperatur and / or a speed of the internal combustion engine. This allows a state of operation ⁇ , which is determined by the load, the cooling water temperature and / or the rotational speed, abhangige Un Eisenver- in the assessment of the unequal distribution of the returned exhaust gas. This contributes to not unnecessarily inferring the unequal distribution of the returned exhaust gas.
  • the second aspect of the invention is determined in a predetermined operating state of the internal combustion engine, at least one correction value so that in the predetermined operating state, it ⁇ mediated mixture air temperatures are matched to one another taking into account the correction value.
  • Figure 2 is a flowchart of a program for operating the internal combustion engine.
  • An internal combustion engine (1) comprises an intake section 1, an exhaust manifold 4, an engine block 2 and at least two, preferably a plurality of cylinders Z1-Z4 each with a Zylin ⁇ The head 3 and a respective combustion chamber 9.
  • the intake 1 preferably comprises a throttle valve 5, a collector 6 and a respective cylinder inlet channel 7, which is led to each one of the combustion chambers 9 of the engine block 2.
  • the intake tract (1) communi ⁇ sheet dependent on a switching position of a Gaseinlassven- tils (12) with one of the fireboxes (9).
  • the exhaust tract (4) communicates depending on a switching position of a gas outlet valve (13) with one of the combustion chambers (9).
  • the engine block 2 comprises a crankshaft 8, which is coupled via a connecting rod 10 with the piston 11 of the cylinder Z1-Z4.
  • the internal combustion engine may also include any number of cylinders greater At ⁇ Z1-Z4.
  • the internal combustion engine is preferably a diesel internal combustion engine or a lean ⁇ running gasoline engine with direct injection and preferably arranged in a motor vehicle.
  • a fuel injection valve 18 is preferably arranged in the cylinder head 3.
  • the force ⁇ material injection valve 18 may be also arranged in the cylinder intake port. 7 If the internal combustion engine with gasoline ⁇ be driven is, as in the cylinder head 3, a spark plug is preferably arranged.
  • an exhaust gas catalyst 23 is arranged in the exhaust tract 4.
  • the exhaust tract 4 communicates with the intake tract 1 via an exhaust gas return line 22 as a function of a switching position of an exhaust gas return valve 24. Exhaust gas from the exhaust tract 4 into the intake tract 1 can be led back through the exhaust gas return line 22. While 24 ei ⁇ ne exhaust jerk transit rate can be defined with the exhaust valve jerk vehicle.
  • a control device 25 is provided, which is associated with sensors which detect different measurement quantities and in each case determine the value of the measured variable.
  • Operating variables include the measured variables and the derived from the large sizes of the internal combustion engine.
  • Operating variables can be representative of a current operating state of the internal combustion engine.
  • the aktuel ⁇ le operating state of the internal combustion engine may comprise many Be ⁇ operating points of the internal combustion engine.
  • the Steuerein ⁇ direction 25 determines depending on at least one of the operating variables at least one manipulated variable, which then in one or more control signals for controlling the actuators means corresponding actuators are implemented.
  • the control device 25 can also be referred to as a device for operating the internal combustion engine.
  • the sensors are, for example, a pedal position sensor 26 that detects an accelerator pedal position of an accelerator pedal 27, an air mass sensor 28 that detects an air mass flow upstream of the throttle 5, an intake air temperature sensor 32 that detects an intake air temperature, an intake manifold pressure sensor 34 that detects an intake manifold pressure in the accumulator 6 detects a crank angle sensor 36 which detects a crank angle, which a rotational speed of the internal combustion engine is supplied ⁇ assigns, an exhaust gas probe 38, which is disposed downstream of the exhaust ⁇ catalyst 23 and whose measurement signal is repre ⁇ tively for an air / fuel ratio of the exhaust gas, and for each cylinder inlet channel 7 per a Gemisch Kunststofftempera ⁇ tursensor 40 for detecting ever a mixture air temperature in the corresponding cylinder inlet channel 7, in particular for detecting a first mixture air temperature T_CYL_1 and a second mixture air temperature T_CYL_2.
  • any subset of said sensors may be present or additional sensors may also be present.
  • the actuators are, for example, the throttle valve 5, the gas inlet and gas outlet valves 12, 13, the fuel injection valve 18 and / or the Abgasruckbowventil 24 and optionally the spark plug.
  • a program for operating the internal combustion engine is stored on a storage medium of the control device 25.
  • the program is used to check the Abgasruckbowung, in particular for checking a uniform distribution of the jerkgechtten exhaust gas to the individual cylinders Z1-Z4, in particular to the individual combustion chambers 9.
  • the exhaust gas for example, due to the construction of the on ⁇ sucking tract and / or due to wear in the Inlet tract unevenly distributed to the individual cylinders Zl-Z4.
  • the program is preferably started in an operating state in which exhaust gas is returned, in a step S1 in which variables are initialized if necessary.
  • one of the mixture air temperatures in particular the first mixture air temperature T_CYL_1 of the first inlet channel and the second mixture air temperature T CYL 2 of the second inlet channel are determined in each inlet channel 7 of each cylinder Z1-Z4.
  • the first air mixture ⁇ T_CYL_1 temperature is preferably associated with the first cylinder and the second mixture Zl air temperature T CYL 2 is preferably associated with the second cylinder C2.
  • the mixture air temperatures are determined for each of the cylinders Z1 to Z4.
  • a total mixture air temperature is representative of a gas vehicle jerk rate since the ruckgebowte From ⁇ gas affects the total mixture air temperature.
  • the Total mixed air temperature results from the individual mixture air temperatures, in particular from the first and the second mixture air temperature T_CYL_1, T_CYL_2.
  • a difference DELTA between the determined mixture air temperatures is determined, in particular between the first and the second mixture air temperature T_CYL_1, T_CYL_2, preferably under the calculation rule specified in step S3. If more than two Ge ⁇ mixed air temperatures are measured, they can be, for example, pairs compared with one another. When two or more of these mixture air temperatures are approximately equal, these mixture air temperatures may serve as reference values for comparison with the other mixture air temperatures.
  • a step S4 it is checked whether the difference DELTA is larger than a predetermined threshold THD.
  • the threshold value THD can be fixed, for example.
  • the threshold value THD is given as a function of a load, a coolant water temperature and / or the rotational speed of the internal combustion engine. This takes into account the fact that the unequal distribution of the returned exhaust gas at different operating points, which are characterized by the load, the Kuhlwassertemperatur and / or the speed can have different effects and thus can be different critical. If the condition of step S4 is not satisfied, the processing is continued again in step S2. If the condition of step S4 is satisfied, the processing in step S5 will be continued ⁇ sets.
  • an error message ERROR is generated which is representative of the unequal distribution of the returned exhaust gas.
  • the error message ERROR can be displayed to a driver of the motor vehicle, for example, by lighting up an engine control light.
  • an error entry in a fault memory of the control device 25 can be made.
  • one or more security measures can be taken.
  • Example ⁇ can as a relative Zumesszeittician of the fuel in the respective cylinders Z1-Z4 are shifted late to the crankshaft angle in the direction and / or it may be an injection mass for the corresponding cylinder Z1-Z4 can be reduced.
  • the program for operating the internal combustion engine may be terminated.
  • the Pro ⁇ gram but executed regularly during operation of the internal combustion engine ⁇ , especially during the recirculation of the exhaust gas.
  • a function of the mixture air temperature sensors 40 may be checked in a predetermined operating condition.
  • the predetermined operating state includes, for example, a stationary state of the internal combustion engine or an operating state in which no exhaust gas is jerkgechtt. Then, when properly he ⁇ function of the mixture air temperature sensors 40 each of the mixture air temperature sensors 40 should be close to approximately produce the same reading. If a measurement value of the mixture air ⁇ temperature sensors 40 deviates in the predetermined operating state of the measured values of the other mixture of air temperature sensors 40 by a predetermined amount, then this can be compensated by a correction value for the corresponding mixture air temperature sensor is determined 40th In the given operating state, taking into account the determined correction value, all measured values of the mixture air temperature sensors 40 then travel to approximately the same mixture air temperature.
  • the corresponding measured value of the corresponding mixture air temperature sensor 40 can be varied.
  • the correction value can be taken into account in the evaluation of the corresponding measured values.
  • a temperature offset can be added to or subtracted from the mixture air temperature determined as a function of the corresponding measured value.

Landscapes

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine hat mindestens zwei Zylinder (Z1 - Z4), einen Ansaugtrakt (1), einen Abgastrakt (4) und eine Abgasrückführleitung (22). Die Zylinder (Z1 - Z4) umfassen jeweils einen Brennraum (9). Der Ansaugtrakt (1) kommuniziert über je einen Zylindereinlasskanal (7) des Ansaugtrakts (1) abhängig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gaseinlassventils (12) mit je einem der Brennräume (9). Der Abgastrakt (4) kommuniziert abhängig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gasauslassventils (13) mit je einem der Brennräume (9). Über die Abgasrückführleitung (22) ist abhängig von einer Schaltstellung eines Abgasrückführventils (24) Abgas aus dem Abgastrakt (4) hin zu den Einlasskanälen (7) des Ansaugtrakts (1) rückführbar. Zum Erfassen je einer Gemischlufttemperatur (T_CYL_1, T_CYL_2) in den Einlasskanälen (7) ist je ein Gemischlufttemperatursensor (40) vorgesehen. Die ermittelten Gemischlufttemperaturen (T_CYL_1, T_CYL_2) werden verglichen. Es wird auf eine Ungleichverteilung rückgeführten Abgases erkannt, falls ein Unterschied (DELTA) zwischen den ermittelten Gemischlufttemperaturen (T_CYL_1, T_CYL_2) grösser als ein vorgegebener Schwellenwert (THD) ist.

Description

Beschreibung
Brennkraftmaschine und Verfahren und Vorrichtung zum Betrei¬ ben einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, die jeweils einen Brennraum umfassen. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine einen Ansaugtrakt, einen Ab¬ gastrakt und eine Abgasruckfuhrleitung. Der Ansaugtrakt kommuniziert über je einen Zylindereinlasskanal des Ansaugtrakts abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gaseinlassventils mit je einem der Brennraume . Der Abgastrakt kom¬ muniziert abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gasauslassventils mit je einem der Brennraume. Über die Abgasruckfuhrleitung ist abhangig von einer Schaltstellung eines Abgasruckfuhrventils Abgas aus dem Abgastrakt hin zu den Einlasskanalen des Ansaugtrakts ruckfuhrbar. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.
Schadstoffemissionen einer Brennkraftmaschine können in vorgegebenen Betriebszustanden der Brennkraftmaschine durch Ruckfuhren von Abgas und durch Zufuhren des Abgases zu einem erneuten Verbrennungsprozess verringert werden. Durch das Ruckfuhren des Abgases verringert sich eine Verbrennungstemperatur. Dadurch werden bei dem Verbrennungsprozess gegenüber der Schadstoffproduktion ohne Ruckfuhren des Abgases weniger Schadstoffe erzeugt.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die ein zylinderindividuelles Überprüfen einer Abgasruckfuhrung ermöglichen . Die Aufgabe wird gelost durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen angegeben.
Die Erfindung zeichnet sich aus gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftma¬ schine umfasst mindestens zwei Zylinder, einen Ansaugtrakt, einen Abgastrakt und eine Abgasruckfuhrleitung. Die Zylinder umfassen jeweils einen Brennraum. Der Ansaugtrakt kommuniziert über je einen Zylindereinlasskanal des Ansaugtrakts ab¬ hangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gaseinlassventils mit je einem der Brennraume . Der Abgastrakt kom¬ muniziert abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gasauslassventils mit je einem der Brennraume. Über die Abgasruckfuhrleitung ist abhangig von einer Schaltstellung eines Abgasruckfuhrventils Abgas aus dem Abgastrakt hin zu den Einlasskanalen des Ansaugtrakts ruckfuhrbar. Die Brennkraftmaschine hat je einen Gemischlufttemperatursensor zum Erfassen je einer Gemischlufttemperatur in den Einlasskanalen.
Die Gemischlufttemperatursensoren in den Einlasskanalen ermöglichen ein zylinderindividuelles Erfassen der Gemischluft¬ temperatur. Die Gemischluft setzt sich zusammen aus ruckge- fuhrtem Abgas aus dem Abgastrakt und aus Frischluft, die über den Ansaugtrakt angesaugt wurde. Die Gemischlufttemperatur ergibt sich somit aus der Abgastemperatur des ruckgefuhrten Abgases und aus der Frischlufttemperatur der angesaugten Frischluft. Das Erfassen der Gemischlufttemperaturen ermöglicht, zu überprüfen, ob das ruckgefuhrte Abgas gleichmaßig auf die einzelnen Zylinder verteilt wird. Somit ermöglicht dies ein zylinderindividuelles Überprüfen der Abgasruckfuhr- rung .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung weisen die Gemischlufttemperatursensoren eine Ansprechzeit auf, die kleiner als 100 msek ist. Dies ermog- licht, die Gemischlufttemperaturen aufgrund der Abgasruckfuh- rung besonders präzise zu erfassen. Die Ansprechzeit ist die Zeitdauer, die einer der Gemischlufttemperatursensoren benotigt, um nach einer abrupten Temperaturanderung ein präzises Messergebnis zu liefern.
Die Erfindung zeichnet sich aus gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst mindestens zwei Zylinder, einen Ansaugtrakt, einen Abgastrakt und eine Abgasruckfuhrleitung. Die Zylinder umfassen jeweils einen Brennraum. Der Ansaugtrakt kommuniziert über je einen Zylindereinlasskanal des Ansaugtrakts abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gaseinlassventils mit je einem der Brennraume. Der Abgastrakt kommuniziert abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gasauslassventils mit je einem der Brennraume. Über die Abgasruck¬ fuhrleitung ist abhangig von einer Schaltstellung eines Ab- gasruckfuhrventils Abgas aus dem Abgastrakt hin zu den Ein- lasskanalen des Ansaugtrakts ruckfuhrbar. Zum Betreiben der Brennkraftmaschine wird je eine Gemischlufttemperatur in zu¬ mindest zwei Zylindereinlasskanalen ermittelt. Die ermittel¬ ten Gemischlufttemperaturen werden verglichen. Es wird auf eine Ungleichverteilung ruckgefuhrten Abgases erkannt, falls ein Unterschied zwischen den ermittelten Gemischlufttempera¬ turen großer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Dies ermöglicht das zylinderindividuelle Überprüfen der Ab- gasruckfuhrung. Die Gemischlufttemperaturen können mittels der Gemischlufttemperatursensoren ermittelt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung wird der Schwellenwert abhangig von einer Last, einer Kuhlwassertemperatur und/oder einer Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgegeben. Dies ermöglicht, eine vom Betriebs¬ zustand, der durch die Last, die Kuhlwassertemperatur und/oder die Drehzahl vorgegeben ist, abhangige Ungleichver- teilung des ruckgefuhrten Abgases bei der Beurteilung der Ungleichverteilung des ruckgefuhrten Abgases zu berücksichtigen. Dies tragt dazu bei, dass nicht unnötigerweise auf die Ungleichverteilung des ruckgefuhrten Abgases geschlossen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung wird in einem vorgegebenen Betriebszustand der Brennkraftmaschine mindestens ein Korrekturwert so ermittelt, dass die in dem vorgegebenen Betriebszustand er¬ mittelten Gemischlufttemperaturen unter Berücksichtigung des Korrekturwerts aneinander angeglichen sind. Der vorgegebene Betriebszustand kann in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Stillstand der Brennkraftmaschine oder ein Betriebszu¬ stand sein, in dem kein Abgas ruckgefuhrt wird.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen naher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- ubergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Abgastrakt 4, einen Motorblock 2 und mindestens zwei, vorzugsweise mehrere Zylinder Z1-Z4 mit je einem Zylin¬ derkopf 3 und je einem Brennraum 9. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und je einen Zylindereinlasskanal 7, der hin zu je einem der Brennraume 9 des Motorblocks 2 gefuhrt ist. Der Ansaugtrakt (1) kommuni¬ ziert abhangig von einer Schaltstellung eines Gaseinlassven- tils (12) mit einem der Brennraume (9) . Der Abgastrakt (4) kommuniziert abhangig von einer Schaltstellung eine Gasauslassventils (13) mit einem der Brennraume (9) . Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1-Z4 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine kann aber auch jede beliebige größere An¬ zahl von Zylindern Z1-Z4 umfassen. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine Diesel-Brennkraftmaschine oder ein mager¬ laufender Otto-Motor mit Direkteinspritzung und bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
In dem Zylinderkopf 3 ist bevorzugt ein Kraftstoff- Einspritzventil 18 angeordnet. Alternativ kann das Kraft¬ stoff-Einspritzventil 18 auch in dem Zylindereinlasskanal 7 angeordnet sein. Falls die Brennkraftmaschine mit Benzin be¬ trieben wird, so ist in dem Zylinderkopf 3 vorzugsweise eine Zündkerze angeordnet.
In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 23 angeordnet. Über eine Abgasruckfuhrleitung 22 kommuniziert der Abgastrakt 4 abhangig von einer Schaltstellung eines Abgasruckfuhrven- tils 24 mit dem Ansaugtrakt 1. Durch die Abgasruckfuhrleitung 22 kann Abgas aus dem Abgastrakt 4 in den Ansaugtrakt 1 ruck- gefuhrt werden. Dabei kann mit dem Abgasruckfuhrventil 24 ei¬ ne Abgasruckfuhrrate vorgegeben werden.
Eine Steuereinrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgroßen erfassen und jeweils den Wert der Messgroße ermitteln. Betriebsgroßen umfassen die Messgroßen und von diesen abgeleitete Großen der Brennkraftmaschine. Betriebsgroßen können repräsentativ sein für einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Der aktuel¬ le Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann viele Be¬ triebspunkte der Brennkraftmaschine umfassen. Die Steuerein¬ richtung 25 ermittelt abhangig von mindestens einer der Betriebsgroßen mindestens eine Stellgroße, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuereinrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Ansauglufttemperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdruck- sensor 34, der einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zuge¬ ordnet wird, eine Abgassonde 38, die stromabwärts des Abgas¬ katalysators 23 angeordnet ist und deren Messsignal repräsen¬ tativ ist für ein Luft/Kraftstoff-Verhaltnis des Abgases, und zu jedem Zylindereinlasskanal 7 je einen Gemischlufttempera¬ tursensor 40 zum Erfassen je einer Gemischlufttemperatur in dem entsprechenden Zylindereinlasskanal 7, insbesondere zum Erfassen einer ersten Gemischlufttemperatur T_CYL_1 und einer zweiten Gemischlufttemperatur T_CYL_2.
Je nach Ausfuhrungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusatzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Kraftstoff- Einspritzventil 18 und/oder das Abgasruckfuhrventil 24 und gegebenenfalls die Zündkerze.
Bei einem Magerbetrieb der Brennkraftmaschine wird für einen Verbrennungsprozess in dem Brennraum 9 weniger Kraftstoff zu¬ gemessen, als mit dem Sauerstoff in dem Brennraum 9 verbrannt werden kann. Dadurch bilden sich gegenüber einem Fettbetrieb und/oder einem stochiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine vermehrt Stickoxide, die dann in dem Abgas enthalten sind. Die Stickoxide sind umweltschadlich und gesundheits- schädlich. Durch Ruckfuhren von Abgas aus dem Abgastrakt 4 hin zu dem Ansaugtrakt 1 bildet das Abgas mit der angesaugten Frischluft eine Gemischluft. Die Gemischluft wird dem Verbrennungsprozess zugeführt. Dadurch verringert sich eine Verbrennungstemperatur des Verbrennungsprozesses. Dies kann dazu beitragen, die Stickoxidproduktion wahrend des Verbrennungsprozesses zu verringern. Ferner kann das Ruckfuhren des Abgases einen Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine verringern.
Vorzugsweise ist auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ein Programm (Figur 2) zum Betreiben der Brennkraftmaschine gespeichert. Das Programm dient zum Überprüfen der Abgasruckfuhrung, insbesondere zum Überprüfen einer Gleichverteilung des ruckgefuhrten Abgases auf die einzelnen Zylinder Z1-Z4, insbesondere auf die einzelnen Brennraume 9. Das Abgas kann beispielsweise aufgrund der Konstruktion des An¬ saugtrakts und/oder aufgrund von Verschleißerscheinungen in dem Ansaugtrakt ungleichmäßig auf die einzelnen Zylinder Zl- Z4 verteilt sein.
Das Programm wird vorzugsweise in einem Betriebszustand, in dem Abgas ruckgefuhrt wird, in einem Schritt Sl gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
In einem Schritt S2 werden in jedem Einlasskanal 7 jedes Zylinders Z1-Z4 jeweils eine der Gemischlufttemperaturen, insbesondere die erste Gemischlufttemperatur T_CYL_1 des ersten Einlasskanals und die zweite Gemischlufttemperatur T CYL 2 des zweiten Einlasskanals ermittelt. Die erste Gemischluft¬ temperatur T_CYL_1 ist vorzugsweise dem ersten Zylinder Zl zugeordnet und die zweite Gemischlufttemperatur T CYL 2 ist vorzugsweise dem zweiten Zylinder Z2 zugeordnet. Vorzugsweise werden die Gemischlufttemperaturen für jeden der Zylinder Zl bis Z4 ermittelt. Eine Gesamtgemischlufttemperatur ist repräsentativ für eine Abgasruckfuhrrate, da das ruckgefuhrte Ab¬ gas sich auf die Gesamtgemischlufttemperatur auswirkt. Die Gesamtgemischlufttemperatur ergibt sich aus den einzelnen Gemischlufttemperaturen, insbesondere aus der ersten und der zweiten Gemischlufttemperatur T_CYL_1, T_CYL_2.
In einem Schritt S3 wird ein Unterschied DELTA zwischen den ermittelten Gemischlufttemperaturen ermittelt, insbesondere zwischen der ersten und der zweiten Gemischlufttemperatur T_CYL_1, T_CYL_2, vorzugsweise unter der in dem Schritt S3 angegebenen Berechnungsvorschrift. Falls mehr als zwei Ge¬ mischlufttemperaturen erfasst werden, können sie beispielsweise jeweils paarweise mit einander verglichen werden. Wenn zwei oder mehr dieser Gemischlufttemperaturen naherungsweise gleich sind, so können diese Gemischlufttemperaturen als Referenzwerte für den Vergleich mit den anderen Gemischlufttemperaturen dienen.
In einem Schritt S4 wird überprüft, ob der Unterschied DELTA großer als ein vorgegebener Schwellenwert THD ist. Der Schwellenwert THD kann beispielsweise fest vorgegeben sein. Vorzugsweise wird jedoch der Schwellenwert THD abhangig von einer Last, einer Kuhlwassertemperatur und/oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgegeben. Dies tragt der Tatsache Rechnung, dass sich die Ungleichverteilung des ruckgefuhrten Abgases bei unterschiedlichen Betriebspunkten, die durch die Last, die Kuhlwassertemperatur und/oder die Drehzahl charakterisiert sind, unterschiedlich auswirken kann und somit unterschiedlich kritisch sein kann. Ist die Bedingung des Schritts S4 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S4 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S5 fortge¬ setzt .
In dem Schritt S5 wird eine Fehlermeldung ERROR erzeugt, die repräsentativ für die Ungleichverteilung des ruckgefuhrten Abgases ist. Die Fehlermeldung ERROR kann beispielsweise durch ein Aufleuchten einer Motorkontrollleuchte einem Fahrer des Kraftfahrzeugs angezeigt werden. Alternativ oder zusatz- lieh kann abhangig von der Fehlermeldung ERROR ein Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher der Steuereinrichtung 25 vorgenommen werden. Ferner kann abhangig von der Fehlermeldung ERROR eine oder mehrere Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise kann der Zylinder Z1-Z4, zu dem zu wenig Abgas ruckgefuhrt wird, so betrieben werden, dass seine Sti¬ ckoxidemissionen trotz der zu niedrigen zylinderindividuellen Abgas-Ruckfuhrrate vorzugsweise möglichst gering sind, bei¬ spielsweise auf Kosten von Leistung oder Laufruhe. Beispiels¬ weise kann bei dem entsprechenden Zylinder Z1-Z4 ein Zumesszeitpunkt des Kraftstoffs bezogen auf den Kurbelwellenwinkel in Richtung spat verschoben werden und/oder es kann eine Einspritzmasse für den entsprechenden Zylinder Z1-Z4 verringert werden .
In einem Schritt S6 kann das Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine beendet werden. Vorzugsweise wird das Pro¬ gramm jedoch regelmäßig wahrend des Betriebs der Brennkraft¬ maschine abgearbeitet, insbesondere wahrend der Rückführung des Abgases.
Eine Funktion der Gemischlufttemperatursensoren 40 kann in einem vorgegebenen Betriebszustand überprüft werden. Der vorgegebene Betriebszustand umfasst beispielsweise einen Still¬ stand der Brennkraftmaschine oder einen Betriebszustand, in dem kein Abgas ruckgefuhrt wird. Dann sollte bei einwandfrei¬ er Funktion der Gemischlufttemperatursensoren 40 jeder der Gemischlufttemperatursensoren 40 naherungsweise den gleichen Messwert erzeugen. Falls ein Messwert eines der Gemischluft¬ temperatursensoren 40 in dem vorgegebenen Betriebszustand von den Messwerten der anderen Gemischlufttemperatursensoren 40 über ein vorgegebenes Maß abweicht, so kann dies kompensiert werden, indem ein Korrekturwert für den entsprechenden Gemischlufttemperatursensor 40 ermittelt wird. In dem vorgegebenen Betriebszustand fuhren dann unter Berücksichtigung des ermittelten Korrekturwerts alle Messwerte der Gemischlufttemperatursensoren 40 zu naherungsweise gleichen Gemischlufttem- peraturen. Dabei kann abhangig von dem Korrekturwert der entsprechende Messwert des entsprechenden Gemischlufttemperatursensors 40 variiert werden. Beispielsweise kann zu dem ent¬ sprechenden Messwert grundsatzlich ein Messwert-Offset addiert oder abgezogen werden. Alternativ dazu kann der Korrekturwert bei der Auswertung der entsprechenden Messwerte berücksichtigt werden. Beispielsweise kann zu der abhangig von dem entsprechenden Messwert ermittelten Gemischlufttemperatur ein Temperatur-Offset addiert oder abgezogen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Brennkraftmaschine mit
- mindestens zwei Zylindern (Zl - Z4), die jeweils einen Brennraum (9) umfassen,
- einem Ansaugtrakt (1), der über je einen Zylindereinlasskanal (7) des Ansaugtrakts (1) abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gaseinlassventils (12) mit je einem der Brennraume (9) kommuniziert,
- einem Abgastrakt (4) , der abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gasauslassventils (13) mit je einem der Brennraume (9) kommuniziert,
- einer Abgasruckfuhrleitung (22), über die abhangig von einer Schaltstellung eines Abgasruckfuhrventils (24) Ab¬ gas aus dem Abgastrakt (4) hin zu den Einlasskanalen (7) des Ansaugtrakts (1) ruckfuhrbar ist,
- je einem Gemischlufttemperatursensor (40) zum Erfassen je einer Gemischlufttemperatur (T_CYL_1, T_CYL_2) in den Einlasskanalen (7).
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Gemischlufttemperatursensoren (40) eine Ansprechzeit aufweisen, die kleiner als 100 Millisekunden ist.
3. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit
- mindestens zwei Zylindern (Zl - Z4), die jeweils einen Brennraum (9) umfassen,
- einem Ansaugtrakt (1), der über je einen Zylindereinlasskanal (7) des Ansaugtrakts (1) abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gaseinlassventils (12) mit je einem der Brennraume (9) kommuniziert,
- einem Abgastrakt (4) , der abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gasauslassventils (13) mit je einem der Brennraume (9) kommuniziert,
- einer Abgasruckfuhrleitung (22), über die abhangig von einer Schaltstellung eines Abgasruckfuhrventils (24) Ab- gas aus dem Abgastrakt (4) hin zu den Einlasskanalen (7) des Ansaugtrakts (1) ruckfuhrbar ist, bei dem
- je eine Gemischlufttemperatur (T_CYL_1, T_CYL_2 ) in zumindest zwei Zylindereinlasskanalen (7) ermittelt wird,
- die ermittelten Gemischlufttemperaturen (T CYL 1, T CYL 2) verglichen werden,
- auf eine Ungleichverteilung ruckgefuhrten Abgases erkannt wird, falls ein Unterschied (DELTA) zwischen den ermittelten Gemischlufttemperaturen (T_CYL_1, T_CYL_2 ) großer als ein vorgegebener Schwellenwert (THD) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schwellenwert
(THD) abhangig von einer Last, einer Kuhlwassertemperatur und/oder einer Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem in einem vorgegebenen Betriebszustand der Brennkraftmaschine mindestens ein Korrekturwert so ermittelt wird, dass die in dem vorgegebenen Betriebszustand ermittelten Gemischlufttemperaturen (T_CYL_1, T_CYL_2) unter Berücksichtigung des Korrekturwerts an einander angeglichen sind.
6. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit
- mindestens zwei Zylindern (Zl - Z4), die jeweils einen Brennraum (9) umfassen,
- einem Ansaugtrakt (1), der über je einen Zylindereinlasskanal (7) des Ansaugtrakts (1) abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gaseinlassventils (12) mit je einem der Brennraume (9) kommuniziert,
- einem Abgastrakt (4) , der abhangig von einer Schaltstellung je mindestens eines Gasauslassventils (13) mit je einem der Brennraume (9) kommuniziert, - einer Abgasruckfuhrleitung (22), über die abhangig von einer Schaltstellung eines Abgasruckfuhrventils (24) Ab¬ gas aus dem Abgastrakt (4) hin zu den Einlasskanalen (7) des Ansaugtrakts (1) ruckfuhrbar ist, die dazu ausgebildet ist,
- je eine Gemischlufttemperatur (T_CYL_1, T_CYL_2 ) in zumindest zwei Zylindereinlasskanalen (7) zu ermitteln,
- die ermittelten Gemischlufttemperaturen (T CYL 1, T_CYL_2) zu vergleichen,
- auf eine Ungleichverteilung ruckgefuhrten Abgases zu erkennen, falls ein Unterschied (DELTA) zwischen den ermittelten Gemischlufttemperaturen (T_CYL_1, T_CYL_2 ) großer als ein vorgegebener Schwellenwert (THD) ist.
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