WO2016096068A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie entsprechende brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie entsprechende brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2016096068A1
WO2016096068A1 PCT/EP2015/002220 EP2015002220W WO2016096068A1 WO 2016096068 A1 WO2016096068 A1 WO 2016096068A1 EP 2015002220 W EP2015002220 W EP 2015002220W WO 2016096068 A1 WO2016096068 A1 WO 2016096068A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cylinder
cylinders
combustion engine
internal combustion
lambda values
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2015/002220
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reza Azadeh
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of WO2016096068A1 publication Critical patent/WO2016096068A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • 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
    • F02D41/0085—Balancing of cylinder outputs, e.g. speed, torque or air-fuel ratio
    • 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
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F02D2200/1004—Estimation of the output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/28—Control for reducing torsional vibrations, e.g. at acceleration

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine having a plurality of cylinders, an adjusting device for jointly adjusting the compression ratios in the cylinders and a lambda probe for cylinder-selective determination of the residual oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine, wherein for the cylinder at a first Sollverdichtungsicide first cylinder lambda values and at a second Sollldichtungsfound different from the first Sollverdichtungsstory second cylinder lambda values are detected, wherein from the differences between the first cylinder lambda values and the second Zylin- lambda values a deviation between Istverdichtungsschn the cylinder is determined.
  • the invention further relates to an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is used, for example, for driving a motor vehicle, that is to say providing a torque directed to driving the motor vehicle. It has several cylinders, in each of which a piston is arranged longitudinally movable. Each of the pistons is operatively connected to a crankshaft of the internal combustion engine. By means of the crankshaft, the linear movement of the piston is converted into a rotational movement.
  • a specific compression ratio prevails during a working cycle, which is characterized in particular by a maximum compression ratio that corresponds to the maximum compression ratio achieved during the working cycle.
  • the compression ratio present in the respective cylinder influences numerous operating variables of the internal combustion engine, for example the combustion speed of fuel in the cylinder, which prevailing combustion temperature and the exhaust gas temperature.
  • the compression ratio influences the post-reactions in an exhaust tract of the internal combustion engine and thus the composition of the emission components and the residual oxygen content of the exhaust gas.
  • the optimum compression ratio usually depends on an operating point of the internal combustion engine, which is characterized by the rotational speed and / or the torque generated by the internal combustion engine. However, this means that different optimum compression ratios can exist for different operating points. For this reason, the internal combustion engine is associated with the adjusting device, by means of which the compression ratios achieved in the cylinders can be adjusted. In this case, the adjusting device is designed for common adjustment of the compression ratios. Accordingly, only the compression ratios of all cylinders, but not the compression ratio of a single cylinder regardless of the compression ratios of the other cylinders, can be adjusted by means of the adjusting device.
  • the internal combustion engine or one of the internal combustion engine associated exhaust tract, which is traversed by exhaust gas of the internal combustion engine, has the lambda probe, by means of which the residual oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine can be determined.
  • This determination of the residual oxygen content is carried out in a cylinder-selective manner.
  • a determined residual oxygen content is in each case assigned to a cylinder of the internal combustion engine.
  • the duration of the exhaust gas from the cylinder to the lambda probe is taken into account. From the cylinder-selectively determined residual oxygen content, it is thus possible to draw conclusions about the combustion conditions in the corresponding cylinder.
  • the publications JP 2010-024859 A and US 2012/0215423 A1 are known from the prior art.
  • a difference in torque and / or a difference in efficiency between the cylinders are determined from the differences between the first cylinder lambda values and the second cylinder lambda values and the deviation between the actual compression ratios is determined from the determined torque difference or efficiency difference, and that from the deviation Cylinder-specific correction values for at least one operating parameter of the cylinders are determined between the actual compression ratios and set on the internal combustion engine so that the cylinders each provide the same torque and / or have the same efficiency.
  • first cylinder lambda values are detected for the cylinders at a first nominal compression ratio and second cylinder lambda values are detected at a second nominal compression ratio different from the first nominal compression ratio, wherein a deviation between actual compression ratios of the cylinders is determined from the differences between the first cylinder lambda values and the second cylinder lambda values ,
  • the compression ratios in the cylinders can be adjusted by means of the adjusting device.
  • the desired nominal compression ratio is set on the adjusting device.
  • the Adjusting only the common adjustment of the compression ratios is provided, for example, due to tolerances actually different compression ratios, also referred to as Istverdichtungstechnik set in the cylinders.
  • a reference Compression ratio is used and the deviations of the Istverdichtungssch the other cylinders are given relative to this reference compression ratio.
  • the reference compression ratio is, for example, an average compression ratio.
  • the first Sollverdichtungssch should first be adjusted by means of the adjusting device. If the first desired compression ratio is present, the first cylinder lambda values are determined for at least two of the cylinders, with a first cylinder lambda value being measured for each of the cylinders using the lambda probe. Subsequently, the second target compression ratio is adjusted by means of the adjusting device, wherein the second target compression ratio is different from the first target compression ratio.
  • the second cylinder derlambda value for the at least two of the cylinders detected, in turn, for each of the cylinders in each case a second cylinder lambda value is measured by means of the lambda probe.
  • the compression ratio has an influence on various parameters, for example the combustion speed, the combustion temperature and the exhaust gas temperature.
  • the compression ratio influences the post-reactions of the exhaust gas in the exhaust gas tract. Accordingly, different residual oxygen contents or different lambda values occur at different compression ratios.
  • the lambda values are determined to be cylinder-selective and can therefore be assigned to a specific cylinder, it is possible to conclude the actual compression ratio present in the corresponding cylinder based on the cylinder lambda values, at least relative to another of the cylinders, for example the reference cylinder.
  • a first cylinder lambda difference from the first cylinder lambda value and the second cylinder lambda value of a first cylinder.
  • a second cylinder lambda difference is determined from the first cylinder lambda value and the second cylinder lambda value of a second cylinder. From a comparison of the first cylinder lambda difference with the second cylinder lambda difference, it is now possible to deduce deviations between the actual compression ratios of the cylinders.
  • the Istverdichtungssch the cylinders using the lambda probe and the adjusting device are reconstructed.
  • the actual compression ratios are changed, in particular gradually changed, by means of the adjusting device, and the measured values of the lambda probe are used for the evaluation of the actual compression ratios.
  • the seal ratio in the cylinders is not directly measurable size, it can be at least relatively reconstructed using the described method. Based on the deviation between the Istverdichtungsschn can then be determined, for example, a correction value for at least one operating parameter.
  • the adjustment device for adjusting the compression ratios can basically be configured as desired.
  • the adjusting device has a multi-joint crank drive. This preferably has a plurality of rotatably mounted on crank pin of a crankshaft coupling links, on piston of the engine articulated Kolbenpleuelstangen and Anlenkpleuelstangen, each coupling member is pivotally connected to one of Kolbenpleuelstangen and pivotally connected to one of the Anlenkpleuelstangen.
  • the multi-joint crank drive thus has a plurality of coupling members which are rotatably mounted on crank pins of the crankshaft.
  • the piston connecting rod is mounted on its side facing away from the respective coupling member pivotally mounted on a piston of the internal combustion engine, wherein the piston is arranged linearly displaceable in one of the cylinders of the internal combustion engine.
  • the Anlenkpleuelstangen serve to set certain compression ratios in the cylinders.
  • the Anlenkpleuelstangen can be rotatably mounted on crank pin of an eccentric shaft.
  • a rotational angular position of the eccentric shaft can be adjusted by means of an adjusting device, in particular in dependence on an operating point of the internal combustion engine.
  • the compression ratio or actual compression ratio achieved in the cylinders depends on the angular position of the eccentric shaft.
  • the coupling member on two opposite sides on the crankshaft projecting, at its end each provided with a pivot arms on.
  • the axis of rotation of the coupling member about the crankshaft or about the crank pin of the crankshaft can be referred to as a coupling member axis of rotation.
  • One of the pivot joints is used for pivotal connection with the piston connecting rod, which connects one of the pistons of the internal combustion engine via the coupling member with the crankshaft.
  • the axis of rotation of this pivot joint is referred to, for example, as Kolbenpleuelwindachse. Due to the pivotability of the coupling member, the Kolbenpleuelmosachse is not stationary, but is displaced or pivoted together with the coupling member. Another of the pivot joints is used for pivotal connection with the so-called Anlenkpleuelstange, which is mounted with its other, the coupling member opposite end on the crank pin of the eccentric shaft.
  • the axis of rotation of this pivot joint may be referred to as Anlenkpleuelfilterse, while the axis of rotation of the Anlenkpleuelstange is guided on the crank pin of the eccentric shaft in the context of the description by way of example as Exzentermosachse.
  • the Anschpleuelstange has to form the pivot joints preferably via two connecting rods.
  • the first connecting rod eye is part of the pivot joint, via which the Anlenkpleuelstange interacts with the piston member.
  • the first connecting rod eye encompasses, for example, a coupling pin or bearing pin held on the coupling element.
  • the second connecting rod eye is analogous to part of the pivot joint, via which the Anlenkpleuelstange is connected to the eccentric shaft.
  • the second connecting rod eye at least partially surrounds the crank pin of the eccentric shaft.
  • the eccentric shaft is brought into a specific, the desired Sollverdichtungsine corresponding rotational angle position or Istnavwinkel thoroughly. It is provided that a difference in torque or an efficiency difference between the cylinders is determined from the differences between the first cylinder lambda values and the second cylinder lambda values. As already indicated above, provision may be made for the first cylinder lambda difference to be determined first for the first cylinder and the second cylinder lambda difference for the second cylinder. From these cylinder lambda differences can then be closed on the torque difference or the efficiency difference between the cylinders.
  • the first cylinder lambda values including in each case a first cylinder lambda value per cylinder, and the second cylinder lambda values, likewise containing in each case one cylinder lambda value per cylinder, can be used as a basis for determining the torque difference or the efficiency difference. From the determined torque difference or efficiency difference, the deviation between the Istverdichtungssch is determined.
  • each actual compression ratio is decisive for the achievable by means of this cylinder torque or the achievable efficiency. Accordingly, from the torque difference or the efficiency difference be closed to each other in the present in the cylinders Istverdichtungsverhaltnisse or on the deviation between the IstverdichtMngsverhaltnissen.
  • a correction value for at least one operating parameter of at least one of the cylinders is determined from the deviation between the actual compression ratios and set on the internal combustion engine. For example, a default value of the operating parameter for all cylinders of the internal combustion engine is identical. A cylinder-specific setpoint value is now determined from this default value and the likewise cylinder-specific correction value. If the correction values of the cylinders differ, then correspondingly different setpoint values result, which are subsequently set on the internal combustion engine. This means that the cylinders can be operated with different values for the operating parameter.
  • the correction value is determined from the deviation between the actual compression ratios.
  • the different actual compression ratios in the cylinders can be compensated, so that ideally the cylinders of the internal combustion engine subsequently provide the same torque and / or have the same efficiency.
  • the different actual compression ratios and thus the deviation of the actual compression ratios can be at least partially, in particular completely, compensated.
  • the first cylinder lambda values and the second cylinder lambda values are determined at the same operating point of the internal combustion engine.
  • the operating point is preferably characterized by the rotational speed of the combustion engine and / or provided by the internal combustion engine torque.
  • the method should be carried out so far at constant speed or at constant torque.
  • both the rotational speed and the torque during the implementation of the method are constant, so that when detecting the first Zylinderlamb- da sweater the same speed and / or torque is present as in the detection of the second cylinder lambda values.
  • an ignition point, a mixture composition and / or a camshaft position is used as the operating parameter.
  • the correction value is determined only for one of these operating parameters and set on the internal combustion engine.
  • correction values for a plurality of operating parameters, in particular all of the mentioned operating parameters are particularly preferably determined and subsequently used to operate the internal combustion engine.
  • the maximum deviation is exceeded due to the deviation between the actual compression ratios, a malfunction of the internal combustion engine is detected.
  • the maximum deviation is selected, for example, such that such a large deviation can not be compensated by the appropriate choice of the correction value. Because due to such a large deviation, both the smoothness of the internal combustion engine and its fuel consumption can be adversely affected, to recognize the malfunction of the engine and these are preferably displayed.
  • the cylinder-selective determination of the oxygen content can be carried out taking into account Consideration of the operating point of the internal combustion engine takes place.
  • the transit time of the exhaust gas from the respective cylinder up to the lambda probe is determined at least approximately from the operating point. This transit time can then be used in the cylinder-selective determination of the residual oxygen content in the exhaust gas, in order to allocate the respective measured residual oxygen content to one of the cylinders and thus arrive at the cylinder lambda values.
  • At least one of the first target compression ratio and the second target compression ratio different further Sollverdichtungscon further cylinder lambda values detects and taken into account in determining the deviation between the Istverdichtungsschn. It may be provided that not only two different target compression ratios but at least three or more different target compression ratios are used. In this way, the accuracy of calculating the deviation between the actual compression ratios for the cylinders can be significantly improved.
  • the invention further relates to an internal combustion engine, in particular for carrying out the above-described method, which has a plurality of cylinders, an adjusting device for the common adjustment of the compression ratios in the cylinders and a lambda probe for cylinder-selective determination of the residual oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is designed to detect first cylinder lambda values for the cylinders at a first desired compression ratio and second cylinder lambda values at a second desired compression ratio different from the first target compression ratio, wherein the differences between the first cylinders derlambda values and the second cylinder lambda values a deviation between actual compression ratios of the cylinder is determined.
  • a torque difference and / or an efficiency difference between the cylinders are determined from the differences between the first cylinder lambda values and the second cylinder lambda values, and the deviation between the actual compression ratios is determined from the determined torque difference or efficiency difference, and that from the deviation Cylinder-specific correction values for at least one operating parameter of the cylinders are determined between the actual compression ratios and set on the internal combustion engine so that the cylinders each provide the same torque and / or have the same efficiency.
  • Figure a schematic representation of a method for operating an internal combustion engine.
  • the figure shows a flowchart of a method for operating an internal combustion engine.
  • This has several cylinders as well as an adjusting device by means of which the compression ratios in the cylinders can be adjusted together.
  • the internal combustion engine or an exhaust gas tract of the internal combustion engine is a lambda associated with the probe, by means of which the residual oxygen content in exhaust gas of the internal combustion engine can be measured.
  • the lambda probe has a time resolution which is sufficient to determine the residual oxygen content in the exhaust gas in a cylinder-selective manner, that is to say to allocate to each cylinder the residual oxygen content which is present in the exhaust gas originating from this cylinder.
  • the method starts at a starting point 1. Subsequently, it is determined in the context of a branch 2, whether a stationary operation of the internal combustion engine is present, ie whether the operating point over time is constant. This can occur, for example, in the case of idling. If there is no stationary operation, then branch back to the starting point 1. If, on the other hand, steady-state operation is given, an operation is branched to an operation 3.
  • the adjusting device of the internal combustion engine is used to set the compression ratios in the cylinders to a first target compression ratio.
  • the first compression ratio corresponds for example to a maximum compression ratio, ie the highest possible compression ratio.
  • the residual oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine is measured. This takes place over a certain period of time, so that preferably each cylinder of the internal combustion engine can be assigned a measured value of the lambda probe.
  • the measurement of the residual oxygen content is carried out via at least one working cycle or at least two working cycles of the internal combustion engine.
  • At least some of the cylinders are each assigned a first cylinder lambda value. This is done by evaluating the as part of the operation 4 measured residual oxygen content.
  • the compression ratios of the cylinders are adjusted to a second desired compression ratio by means of the adjusting device.
  • the second target compression ratio is for example a minimum compression ratio, ie the lowest possible compression ratio.
  • the residual oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine is measured by means of the lambda probe.
  • a second cylinder lambda value is determined for at least some of the cylinders, preferably all of the cylinders. This is analogous to the procedure in the context of Operation 5.
  • the first cylinder lambda values are compared with the second cylinder lambda values. In addition, they can be compared with predefined tolerances. Subsequently, in an operation 10, a deviation between actual compression ratios of at least two of the cylinders of the internal combustion engine, preferably of all cylinders of the internal combustion engine, is determined from the first cylinder lambda values and the second cylinder lambda values.
  • a correction value can then be calculated for at least one operating parameter.
  • the operating parameter is, for example, an ignition point, a mixture composition or a camshaft position.
  • correction values for a plurality of these operating parameters in particular all of the mentioned operating parameters, can be determined.
  • a separate correction value is determined for each cylinder.
  • the obtained correction value is then adjusted to the internal combustion engine, so that the cylinder is operated with the respective correction value.
  • the efficiency of the internal combustion engine can be significantly increased during its operation. This has in particular a positive influence on the fuel consumption of the internal combustion engine and / or their pollutant emissions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die mehrere Zylinder, eine Versteileinrichtung zum gemeinsamen Verstellen der Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern sowie eine Lambdasonde zum zylinderselektiven Bestimmen des Restsauerstoffgehalts in Abgas der Brennkraftmaschine aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass für die Zylinder bei einem ersten Sollverdichtungsverhältnis erste Zylinderlambdawerte und bei einem von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis verschiedenen zweiten Sollverdichtungsverhältnis zweite Zylinderlambdawerte erfasst werden, wobei aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten eine Abweichung zwischen Istverdichtungsverhältnissen der Zylinder ermittelt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
sowie entsprechende Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die mehrere Zylinder, eine Versteileinrichtung zum gemeinsamen Verstellen der Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern sowie eine Lambdasonde zum zylinderselektiven Bestimmen des Restsauerstoffgehalts im Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei für die Zylinder bei einem ersten Sollverdichtungsverhältnis erste Zylinderlambdawerte und bei einem von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis verschiedenen zweiten Sollverdichtungsverhältnis zweite Zylinderlambdawerte erfasst werden, wobei aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylin- derlambdawerten eine Abweichung zwischen Istverdichtungsverhältnissen der Zylinder ermittelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftma- schine.
Die Brennkraftmaschine dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Sie verfügt über mehrere Zylinder, in welchen jeweils ein Kolben längsbeweglich angeordnet ist. Jeder der Kolben ist mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine wirkverbunden. Mittels der Kurbelwelle wird die lineare Bewegung der Kolben in eine Drehbewegung umgesetzt. In jedem der Zylinder herrscht während eines Arbeitsspiels ein bestimmtes Verdichtungsverhältnis vor, welches insbesondere durch ein Maxi- malverdichtungsverhältnis gekennzeichnet ist, das dem maximalen, während des Arbeitsspiels erreichten Verdichtungsverhältnis entspricht.
Das in dem jeweiligen Zylinder vorliegende Verdichtungsverhältnis beein- flusst zahlreiche Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, beispielsweise die Verbrennungsgeschwindigkeit von Kraftstoff in dem Zylinder, die dabei vor- herrschende Verbrennungstemperatur sowie die Abgastemperatur. Zudem beeinflusst das Verdichtungsverhältnis die Nachreaktionen in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine und somit die Zusammensetzung der Emissionskomponenten sowie den Restsauerstoffgehalt des Abgases.
Das optimale Verdichtungsverhältnis hängt üblicherweise von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ab, welcher durch die Drehzahl und/oder das von der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment gekennzeichnet ist. Das bedeutet jedoch, dass für unterschiedliche Betriebspunkte unterschiedli- che optimale Verdichtungsverhältnisse vorliegen können. Aus diesem Grund ist der Brennkraftmaschine die VerStelleinrichtung zugeordnet, mittels welcher die in den Zylindern erreichten Verdichtungsverhältnisse verstellt werden können. Dabei ist die Versteileinrichtung zum gemeinsamen Verstellen der Verdichtungsverhältnisse ausgebildet. Entsprechend können mittels der Versteileinrichtung lediglich die Verdichtungsverhältnisse aller Zylinder, nicht jedoch das Verdichtungsverhältnis eines einzelnen Zylinders unabhängig von den Verdichtungsverhältnissen der anderen Zylinder, eingestellt werden.
Die Brennkraftmaschine beziehungsweise ein der Brennkraftmaschine zugeordneter Abgastrakt, der von Abgas der Brennkraftmaschine durchströmt wird, weist die Lambdasonde auf, mittels welcher der Restsauerstoffgehalt in dem Abgas der Brennkraftmaschine ermittelt werden kann. Dieses Bestimmen des Restsauerstoffgehalts wird dabei zylinderselektiv vorgenommen. Das bedeutet, dass ein ermittelter Restsauerstoffgehalt jeweils einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet wird. Zu diesem Zweck wird insbesondere die Laufzeit des Abgases von dem Zylinder bis hin zu der Lambdasonde berücksichtigt. Aus dem zylinderselektiv bestimmten Restsauer- stoffgehalt können insoweit Rückschlüsse auf die Verbrennungsverhältnisse in dem entsprechenden Zylinder gezogen werden. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise die Druckschriften JP 2010- 024859 A und US 2012/0215423 A1 bekannt.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brenn- kraftmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber dem bekannten Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere einen effizienteren Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten ein Drehmomentunterschied und/oder ein Wirkungsgradunterscheid zwischen den Zylindern ermittelt werden und aus dem ermittelten Drehmomentunterscheid oder Wirkungsgradunterscheid die Abweichung zwischen den Istver- dichtungsverhältnissen ermittelt wird, und dass aus der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen zylinderspezifische Korrekturwerte für wenigstens einen Betriebsparameter der Zylinder ermittelt und an der Brennkraftmaschine eingestellt werden, sodass die Zylinder jeweils das gleiche Drehmoment zur Verfügung stellen und/oder denselben Wirkungsgrad aufweisen. Grundsätzlich ist also vorgesehen, dass für die Zylinder bei einem ersten Sollverdichtungsverhältnis erste Zyiinderlambdawerte und bei einem von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis verschiedenen zweiten Sollverdichtungsverhältnis zweite Zyiinderlambdawerte erfasst werden, wobei aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten eine Abweichung zwischen Istverdichtungsverhältnissen der Zylinder ermittelt wird.
Mittels der VerStelleinrichtung können zwar die Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern eingestellt werden. Dabei wird das gewünschte Sollverdich- tungsverhältnis an der Versteileinrichtung eingestellt. Da jedoch mittels der VerStelleinrichtung lediglich das gemeinsame Verstellen der Verdichtungsverhältnisse vorgesehen ist, können sich beispielsweise aufgrund von Toleranzen tatsächlich unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse, auch als Istverdichtungsverhältnisse bezeichnet, in den Zylindern einstellen.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass in unterschiedlichen Zylindern voneinander abweichende Istverdichtungsverhältnisse, insbesondere voneinander abweichende Maximalverdichtungsverhältnisse, auftreten können. Dies känn zu Schwankungen des Drehmoments, Klopfen und erhöhtem Kraftstoff- verbrauch führen.
Aus diesem Grund ist es nun vorgesehen, dass für wenigstens zwei der Zy- . linder, vorzugsweise jedoch für alle Zylinder, Abweichungen zwischen den Istverdichtungsverhältnissen ermittelt werden, wobei beispielsweise ein Refe- renzverdichtungsverhältnis herangezogen wird und die Abweichungen der Istverdichtungsverhältnisse der weiteren Zylinder relativ zu diesem Referenzverdichtungsverhältnis angegeben werden. Das Referenzverdichtungsverhältnis ist zum Beispiel ein mittleres Verdichtungsverhältnis.
Das Ermitteln der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen erfolgt mit Hilfe der Lambdawerte, die bei unterschiedlichen Sollverdichtungsverhältnissen ermittelt werden. Insoweit soll zunächst mittels der Versteileinrichtung das erste Sollverdichtungsverhältnis .eingestellt werden. Liegt das erste Sollverdichtungsverhältnis vor, so werden für wenigstens zwei der Zylinder die ersten Zylinderlambdawerten ermittelt, wobei für jeden der Zylinder jeweils ein erster Zylinderlambdawert mit Hilfe der Lambdasonde gemessen wird. Nachfolgend wird das zweite Sollverdichtungsverhältnis mit Hilfe der Versteileinrichtung eingestellt, wobei das zweite Sollverdichtungsverhältnis von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis verschieden ist. Liegt das zweite Sollverdichtungsverhältnis vor, so werden erneut die zweiten Zylin- derlambdawerte für die wenigstens zwei der Zylinder erfasst, wobei wiederum für jeden der Zylinder jeweils ein zweiter Zylinderlambdawert mit Hilfe der Lambdasonde gemessen wird. Wie bereits eingangs erläutert, hat das Verdichtungsverhältnis einen Einfluss auf verschiedene Parameter, beispielsweise die Verbrennungsgeschwindigkeit, die Verbrennungstemperatur sowie die Abgastemperatur. Zudem beein- flusst das Verdichtungsverhältnis die Nachreaktionen des Abgases im Abgastrakt. Entsprechend treten bei unterschiedlichen Verdichtungsverhältnis- sen unterschiedliche Restsauerstoffgehalte beziehungsweise unterschiedliche Lambdawerte auf. Weil die Lambdawerte zylinderselektiv bestimmt werden und mithin einem konkreten Zylinder zugeordnet werden können, kann anhand der Zylinderlambdawerte auf das in dem entsprechenden Zylinder vorliegende Istverdichtungsverhältnis geschlossen werden, zumindest relativ zu einem anderen der Zylinder, beispielsweise dem Referenzzylinder.
Beispielsweise ist es vorgesehen, aus dem ersten Zylinderlambdawert und dem zweiten Zylinderlambdawert eines ersten Zylinder eine erste Zylinder- lambdadifferenz zu ermitteln. Aus dem ersten Zylinderlambdawert und dem zweiten Zylinderlambdawert eines zweiten der Zylinder wird dagegen eine zweite Zylinderlambdadifferenz ermittelt. Aus einem Vergleich der ersten Zy- linderlambdadifferenz mit der zweiten Zylinderlambdadifferenz können nun auf Abweichungen zwischen den Istverdichtungsverhältnissen der Zylinder geschlossen werden.
Insoweit werden die Istverdichtungsverhältnisse der Zylinder mit Hilfe der Lambdasonde und der VerStelleinrichtung rekonstruiert. Dabei werden mittels der VerStelleinrichtung die Istverdichtungsverhältnisse verändert, insbesondere stufenweise verändert, und die Messwerte der Lambdasonde für die Auswertung der Istverdichtungsverhältnisse herangezogen. Obwohl das Ver- dichtungsverhältnis in den Zylindern keine direkt messbare Größe ist, kann es mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens zumindest relativ rekonstruiert werden. Anhand der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen kann anschließend beispielsweise ein Korrekturwert für wenigstens einen Betriebsparameter ermittelt werden.
Die Versteileinrichtung zum Verstellen der Verdichtungsverhältnisse kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise weist die Versteileinrichtung einen Mehrgelenkskurbeltrieb auf. Dieser verfügt bevorzugt über mehrere drehbar auf Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagerte Koppelglieder, über an Kolben der Brennkraftmaschine angelenkte Kolbenpleuelstangen und über Anlenkpleuelstangen, wobei jedes Koppelglied schwenkbar mit einer der Kolbenpleuelstangen und schwenkbar mit einer der Anlenkpleuelstangen verbunden ist.
Der Mehrgelenkskurbeltrieb verfügt also über mehrere Koppelglieder, die drehbar auf Hubzapfen der Kurbelwelle gelagert sind. An jedem Koppelglied ist eine der Kolbenpleuelstangen und eine der Anlenkpleuelstangen schwenkbar angelenkt beziehungsweise schwenkbar gelagert. Die Kolben- pleuelstange ist auf ihrer dem jeweiligen Koppelglied abgewandten Seite schwenkbar an einem Kolben der Brenn kraftmasch ine gelagert, wobei der Kolben in einem der Zylinder der Brennkraftmaschine linear verlagerbar angeordnet ist. Die Anlenkpleuelstangen dienen dem Einstellen bestimmter Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern. Zu diesem Zweck können die Anlenkpleuelstangen drehbar auf Hubzapfen einer Exzenterwelle gelagert sein. Vorzugsweise kann eine Drehwinkelstellung der Exzenterwelle mittels einer Stellvorrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, verstellt werden. Das in den Zylindern erzielte Verdichtungsverhältnis beziehungsweise Istverdichtungsverhältnis hängt von der Drehwinkelstellung der Exzenterwelle ab. Bevorzugt weist das Koppelglied zwei nach entgegengesetzten Seiten über die Kurbelwelle überstehende, an ihrem Ende jeweils mit einem Schwenkgelenk versehene Arme auf. Selbstverständlich sind auch andere Ausfüh- rungsformen möglich. Die Drehachse des Koppelglieds um die Kurbelwelle beziehungsweise um den Hubzapfen der Kurbelwelle kann als Koppelglieddrehachse bezeichnet werden. Eines der Schwenkgelenke dient zur schwenkbaren Verbindung mit der Kolbenpleuelstange, die einen der Kolben der Brennkraftmaschine über das Koppelglied mit der Kurbelwelle verbindet. Die Drehachse dieses Schwenkgelenks wird beispielsweise als Kolbenpleueldrehachse bezeichnet. Aufgrund der Verschwenkbarkeit des Koppelglieds ist die Kolbenpleueldrehachse nicht ortsfest, sondern wird zusammen mit dem Koppelglied verlagert beziehungsweise verschwenkt. Ein anderes der Schwenkgelenke dient zur schwenkbaren Verbindung mit der sogenannten Anlenkpleuelstange, welche mit ihrem anderen, dem Koppelglied gegenüberliegenden Ende auf dem Hubzapfen der Exzenterwelle gelagert ist. Die Drehachse dieses Schwenkgelenks kann als Anlenkpleueldrehachse bezeichnet werden, während die Drehachse der Anlenkpleuelstange auf dem Hubzapfen der Exzenterwelle im Rahmen der Beschreibung beispielhaft als Exzenterdrehachse geführt wird.
Die Anlenkpleuelstange verfügt zur Ausbildung der Schwenkgelenke bevorzugt über zwei Pleuelaugen. Das erste Pleuelauge ist Bestandteil des Schwenkgelenks, über welches die Anlenkpleuelstange mit dem Kolbenglied zusammenwirkt. Das erste Pleuelauge umgreift dabei beispielsweise einen an dem Koppelglied gehaltenen Koppelstift beziehungsweise Lagerbolzen. Das zweite Pleuelauge ist analog dazu Bestandteil des Schwenkgelenks, über welches die Anlenkpleuelstange mit der Exzenterwelle verbunden ist. Insbesondere umgreift das zweite Pleuelauge den Hubzapfen der Exzenter- welle wenigstens bereichsweise. Wie bereits erläutert, kann mittels des Mehrgelenkskurbeltriebs das in dem dem Kolben jeweils zugeordneten Zylinder erreichte Verdichtungsverhältnis eingestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und/oder dem vorliegenden Arbeitstakt. Zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses wird die Exzenterwelle in eine bestimmte, dem gewünschten Sollverdichtungsverhältnis entsprechende Drehwinkelstellung beziehungsweise Istdrehwinkelstellung gebracht. Es ist vorgesehen, dass aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinder- lambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten ein Drehmomentunterschied oder ein Wirkungsgradunterschied zwischen den Zylindern ermittelt wird. Dabei kann es, wie vorstehend bereits angedeutet, vorgesehen sein, dass zunächst für den ersten Zylinder die erste Zylinderlambdadifferenz und für den zweiten Zylinder die zweite Zylinderlambdadifferenz ermittelt wird. Aus diesen Zylinderlambdadifferenzen kann anschließend auf den Drehmomentunterschied beziehungsweise den Wirkungsgradunterschied zwischen den Zylindern geschlossen werden. Selbstverständlich können die ersten Zylinderlambdawerte, beinhaltend jeweils einen ersten Zylinderlambdawert pro Zylinder, und die zweiten Zylinderlambdawerte, ebenfalls beinhaltend jeweils einen Zylinderlambdawert pro Zylinder, unmittelbar der Ermittlung des Drehmomentunterschieds beziehungsweise des Wirkungsgradunterschieds zugrunde gelegt werden. Aus dem ermittelten Drehmomentunterschied oder Wirkungsgradunterschied wird die Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnisses ermittelt. Das in den Zylindern jeweils vorliegende Istverdichtungsverhältnis ist maßgebend für das mittels diesem Zylinder erreichbare Drehmoment beziehungsweise den erreichbaren Wirkungsgrad. Entsprechend kann aus dem Drehmomentunterschied beziehungsweise dem Wirkungsgradunterschied auf die in den Zylindern vorliegenden Istverdichtungsverhaltnisse beziehungsweise auf die Abweichung zwischen den IstverdichtMngsverhaltnissen voneinander geschlossen werden. Schließlich ist vorgesehen, dass aus der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen ein Korrekturwert für wenigstens einen Betriebsparameter von wenigstens einem der Zylinder ermittelt und an der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Beispielsweise ist ein Vorgabewert des Betriebsparameters für alle Zylinder der Brennkraftmaschine identisch. Ein zylinder- spezifischer Sollwert wird nun aus diesem Vorgabewert und dem ebenfalls zylinderspezifischen Korrekturwert ermittelt. Sind die Korrekturwerte der Zylinder unterschiedlich, so ergeben sich entsprechend auch unterschiedliche Sollwerte, welche nachfolgend an der Brennkraftmaschine eingestellt werden. Das bedeutet, dass die Zylinder mit unterschiedlichen Werten für den Betriebsparameter betrieben werden können.
Besonders bevorzugt wird der Korrekturwert aus der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen bestimmt. Auf diese Art und Weise können die unterschiedlichen Istverdichtungsverhältnisse in den Zylindern ausgegli- chen werden, sodass nachfolgend idealerweise die Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils das gleiche Drehmoment zur Verfügung stellen und/oder denselben Wirkungsgrad aufweisen. Durch entsprechende Wahl des Korrekturwerts können insoweit die unterschiedlichen Istverdichtungsverhältnisse und mithin die Abweichung der Istverdichtungsverhältnisse zumindest teilweise, insbesondere vollständig, ausgeglichen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Zylinderlambdawerte und die zweiten Zylinderlambdawerte bei demselben Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Der Be- triebspunkt ist vorzugsweise gekennzeichnet durch die Drehzahl der Brenn- kraftmaschine und/oder das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Drehmoment. Das Verfahren soll insoweit bei konstanter Drehzahl oder bei konstantem Drehmoment durchgeführt werden. Besonders bevorzugt sind sowohl die Drehzahl als auch das Drehmoment während der Durchführung des Verfahrens konstant, sodass bei dem Erfassen der ersten Zylinderlamb- dawerte dieselbe Drehzahl und/oder dasselbe Drehmoment vorliegt wie bei dem Erfassen der zweiten Zylinderlambdawerte.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Be- triebsparameter ein Zündzeitpunkt, eine Gemischzusammensetzung und/oder eine Nockenwellenposition verwendet werden/wird. Beispielsweise wird der Korrekturwert lediglich für einen dieser Betriebsparameter ermittelt und an der Brennkraftmaschine eingestellt. Besonders bevorzugt werden jedoch Korrekturwerte für mehrere Betriebsparameter, insbesondere alle der genannten Betriebsparameter ermittelt und nachfolgend zum Betreiben der Brennkraftmaschine herangezogen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem Überschreiten einer Maximalabweichung durch die Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen auf eine Fehlfunktion der Brennkraftmaschine erkannt wird. Die Maximalabweichung ist dabei beispielsweise derart gewählt, dass eine derart große Abweichung nicht durch die entsprechende Wahl des Korrekturwerts ausgeglichen werden kann. Weil aufgrund einer derart großen Abweichung sowohl die Laufruhe der Brennkraftmaschine als auch ihr Kraftstoffverbrauch negativ beeinflusst werden kann, soll auf die Fehlfunktion der Brennkraftmaschine erkannt und diese vorzugsweise angezeigt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zylinderselektive Bestimmen des Sauerstoffgehalts unter Berück- sichtigung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine erfolgt. Insbesondere wird aus dem Betriebspunkt die Laufzeit des Abgases von dem jeweiligen Zylinder bis hin zu der Lambdasonde zumindest näherungsweise ermittelt. Diese Laufzeit kann anschließend bei dem zylinderselektiven Bestimmen des Restsauerstoffgehalts in dem Abgas verwendet werden, um den jeweils gemessenen Restsauerstoffgehalt einem der Zylinder zuzuordnen und so zu den Zylinderlambdawerten zu gelangen.
Schließlich kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass bei wenigstens einem von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis und dem zweiten Sollverdichtungsverhältnis verschiedenen weiteren Sollverdichtungsverhältnis weitere Zylinderlambdawerte erfässt und bei dem Ermitteln der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen berücksichtigt werden. Es kann insoweit vorgesehen sein, dass nicht lediglich zwei un- terschiedliche Sollverdichtungsverhältnisse, sondern wenigstens drei oder mehr unterschiedliche Sollverdichtungsverhältnisse verwendet werden. Auf diese Art und Weise kann die Genauigkeit der Berechnung der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen für die Zylinder deutlich verbessert werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens, die mehrere Zylinder, eine VerStelleinrichtung zur gemeinsamen Verstellung der Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern sowie eine Lambdasonde zur zylinderselektiven Bestimmung des Restsauerstoffgehalts im Abgas der Brennkraftmaschine aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, für die Zylinder bei einem ersten Sollverdichtungsverhältnis erste Zylinderlambdawerte und bei einem von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis verschiedenen zweiten Sollverdichtungsverhältnis zweite Zylinderlambda- werte zu erfassen, wobei aus den Differenzen zwischen den ersten Zylin- derlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten eine Abweichung zwischen Istverdichtungsverhältnissen der Zylinder ermittelt wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten ein Drehmomentun- terschied und/oder ein Wirkungsgradunterscheid zwischen den Zylindern ermittelt werden und aus dem ermittelten Drehmomentunterscheid oder Wirkungsgradunterscheid die Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen ermittelt wird, und dass aus der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen zylinderspezifische Korrekturwerte für wenigstens einen Betriebsparameter der Zylinder ermittelt und an der Brennkraftmaschine eingestellt werden, sodass die Zylinder jeweils das gleiche Drehmoment zur Verfügung stellen und/oder denselben Wirkungsgrad aufweisen. Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine wurde bereits hingewie- sen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
Figur eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.
Die Figur zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Diese verfügt über mehrere Zylinder sowie eine Ver- stelleinrichtung mittels welcher die Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern gemeinsam verstellt werden können. Außerdem ist der Brennkraftmaschine beziehungsweise einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine eine Lamb- dasonde zugeordnet, mittels welcher der Restsauerstoffgehalt in Abgas der Brennkraftmaschine gemessen werden kann. Die Lambdasonde weist dabei eine zeitliche Auflösung auf, welche ausreichend ist, um den Restsauerstoffgehalt in dem Abgas zylinderselektiv zu bestimmen, also jedem Zylinder den Restsauerstoffgehalt zuzuordnen, welcher in dem aus diesem Zylinder stammenden Abgas vorliegt.
Das Verfahren startet in einem Startpunkt 1. Nachfolgend wird im Rahmen einer Verzweigung 2 festgestellt, ob ein stationärer Betrieb der Brennkraft- maschine vorliegt, also ob der Betriebspunkt über der Zeit konstant ist. Dies kann beispielsweise im Falle eines Leerlaufs auftreten. Liegt kein stationärer Betrieb vor, so wird zurück zu dem Startpunkt 1 verzweigt. Ist dagegen der stationäre Betrieb gegeben, so wird zu einer Operation 3 verzweigt. In dieser wird die VerStelleinrichtung der Brennkraftmaschine dazu verwendet, die Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern auf ein erstes Sollverdichtungsverhältnis einzustellen. Das erste Verdichtungsverhältnis entspricht beispielsweise einem Maximalverdichtungsverhältnis, also dem höchstmöglichen Verdichtungsverhältnis. Nachfolgend wird im Rahmen einer Operation 4 mittels der Lambdasonde der Restsauerstoffgehalt in dem Abgas der Brennkraftmaschine gemessen. Dies erfolgt über einen bestimmten Zeitraum, sodass vorzugsweise jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Messwert der Lambdasonde zugeordnet werden kann. Insbesondere wird das Messen des Restsauerstoffgehalts über mindestens ein Arbeitsspiel oder mindestens zwei Arbeitsspiele der Brennkraftmaschine vorgenommen.
Anschließend wird während der Operation 5 zumindest einigen der Zylinder, vorzugsweise allen Zylindern, jeweils ein erster Zylinderlambdawert zuge- ordnet. Dies geschieht durch Auswerten des im Rahmen der Operation 4 gemessenen Restsauerstoffgehalts. Nachfolgend werden in einer Operation 6 die Verdichtungsverhältnisse der Zylinder mittels der Versteileinrichtung auf ein zweites Sollverdichtungsverhältnis eingestellt. Das zweite Sollverdichtungsverhältnis ist beispielsweise ein Minimalverdichtungsverhältnis, also das kleinstmögliche Verdichtungsverhältnis.
Anschließend wird erneut - analog zu der Operation 4 - der Restsauerstoffgehalt in dem Abgas der Brennkraftmaschine mittels der Lambdasonde gemessen. Anschließend wird aus dem gemessenen Restsauerstoffgehalt wäh- rend der Operation 8 für wenigstens einige der Zylinder, vorzugsweise alle der Zylinder, jeweils ein zweiter Zylinderlambdawert bestimmt. Dies erfolgt analog zu der Vorgehensweise im Rahmen der Operation 5.
Nachfolgend werden im Rahmen einer Operation 9 die ersten Zylinderlamb- dawerte mit den zweiten Zylinderlambdawerten verglichen. Zudem können sie mit vordefinierten Toleranzen verglichen werden. Anschließend wird in einer Operation 10 aus den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten eine Abweichung zwischen Istverdichtungsverhältnissen von wenigstens zwei der Zylinder der Brennkraftmaschine, vorzugsweise von allen Zylindern der Brennkraftmaschine, ermittelt.
Aus dieser Abweichung kann anschließend ein Korrekturwert für wenigstens einen Betriebsparameter errechnet werden. Der Betriebsparameter ist beispielsweise ein Zündzeitpunkt, eine Gemischzusammensetzung oder eine Nockenwellenposition. Selbstverständlich können auch Korrekturwerte für mehrere dieser Betriebsparameter, insbesondere alle der genannten Betriebsparameter, ermittelt werden. Beispielsweise wird für jeden Zylinder ein separater Korrekturwert bestimmt. Der erhaltene Korrekturwert wird anschließend an der Brennkraftmaschine eingestellt, sodass der Zylinder mit dem jeweiligen Korrekturwert betrieben wird. Weiterhin kann überprüft wer- den, ob die Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen eine Maximalabweichung überschreitet. Ist dies der Fall, so wird vorzugsweise auf eine Fehlfunktion der Brennkraftmaschine erkannt. Nachfolgend wird das Verfahren in einem Endpunkt 11 beendet.
Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann die Effizienz der Brennkraftmaschine während ihres Betriebs deutlich erhöht werden. Dies hat insbesondere einen positiven Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine und/oder ihre Schadstoffemissionen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die mehrere Zylinder, eine Versteileinrichtung zum gemeinsamen Verstellen der Verdich- tungsverhältnisse in den Zylindern sowie eine Lambdasonde zum zylinderselektiven Bestimmen des Restsauerstoffgehalts in Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei für die Zylinder bei einem ersten Sollverdichtungsverhältnis erste Zylinderlambdawerte und bei einem von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis verschiedenen zweiten Sollverdich- tungsverhältnis zweite Zylinderlambdawerte erfasst werden, wobei aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten eine Abweichung zwischen Istverdichtungsverhältnissen der Zylinder ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten ein Drehmomentunterschied und/oder ein Wirkungsgradunterschied zwischen den Zylindern ermittelt werden und aus dem ermittelten Drehmomentunterschied oder Wirkungsgradunterschied die Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen ermittelt wird, und dass aus der Abweichung zwischen den Ist- Verdichtungsverhältnissen zylinderspezifische Korrekturwerte für wenigstens einen Betriebsparameter der Zylinder ermittelt und an der Brennkraftmaschine eingestellt werden, sodass die Zylinder jeweils das gleiche Drehmoment zur Verfügung stellen und/oder denselben Wirkungsgrad aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Zylinderlambdawerte und die zweiten Zylinderlambdawerte bei demselben Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter ein Zündzeitpunkt, eine Gemischzusammensetzung und/oder eine Nockenwellenposition verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überschreiten einer Maximalabweichung durch die Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen auf eine Fehlfunktion der Brennkraftmaschine erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zylinderselektiven Bestimmen des Restsauer- stoffgehalts unter Berücksichtigung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem von dem ersten Sollverdichtungsverhältnis und dem zweiten Sollverdichtungsverhältnis verschiedenen weiteren Sollverdichtungsverhältnis weitere Zylinderlambda- werte erfasst und bei dem Ermitteln der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen berücksichtigt werden.
Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, die mehrere Zylinder, eine Versteileinrichtung zur gemeinsamen Verstellung der Verdichtungsverhältnisse in den Zylindern sowie eine Lambdasonde zur zylinderselektiven Bestimmung des Restsauerstoffgehalts in Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, für die Zylinder bei einem ersten Sollverdichtungsverhältnis erste Zylinderlambdawerte und bei einem von dem ersten Sollverdich- tungsverhältnis verschiedenen zweiten Sollverdichtungsverhältnis zweite Zylinderlambdawerte zu erfassen, wobei aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten eine Abweichung zwischen Istverdichtungsverhältnissen der Zylinder ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Differenzen zwischen den ersten Zylinderlambdawerten und den zweiten Zylinderlambdawerten ein Drehmomentunterschied und/oder ein Wirkungsgradunterschied zwischen den Zylindern ermittelt werden und aus dem ermittelten Drehmomentunterschied oder Wirkungsgradunterschied die Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissen ermittelt wird, und dass aus der Abweichung zwischen den Istverdichtungsverhältnissenzylinderspezi- fische Korrekturwerte für wenigstens einen Betriebsparameter der Zylinder ermittelt und an der Brennkraftmaschine eingestellt wird, sodass die Zylinder jeweils das gleiche Drehmoment zur Verfügung stellen und/oder denselben Wirkungsgrad aufweisen.
PCT/EP2015/002220 2014-12-17 2015-11-05 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie entsprechende brennkraftmaschine Ceased WO2016096068A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014018855.8A DE102014018855B4 (de) 2014-12-17 2014-12-17 Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102014018855.8 2014-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016096068A1 true WO2016096068A1 (de) 2016-06-23

Family

ID=54545067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/002220 Ceased WO2016096068A1 (de) 2014-12-17 2015-11-05 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie entsprechende brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014018855B4 (de)
WO (1) WO2016096068A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796417A1 (fr) * 1999-07-12 2001-01-19 Renault Procede de commande d'un moteur a combustion en vue de corriger la dispersion des cylindres en terme de couple gaz
JP2009008016A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Toyota Motor Corp 火花点火式内燃機関
FR2927655A3 (fr) * 2008-02-20 2009-08-21 Renault Sas Systeme et procede de fonctionnement d'un systeme d'adaptation d'un dispositif de distribution variable pour la commande des soupapes d'un moteur sensible aux carburants
US20120204830A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Method for cylinder equalization in a multi-cylinder internal combustion engine
US20120215423A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for multi-cylinder internal combustion engine equipped with variable compression ratio mechanism
US8370049B1 (en) * 2010-05-21 2013-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system of internal combustion engine
US20130317723A1 (en) * 2010-11-11 2013-11-28 Daimler Ag Method for determining a type of air-fuel mixture error

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5056636B2 (ja) * 2008-07-15 2012-10-24 トヨタ自動車株式会社 可変圧縮比内燃機関及び、可変圧縮比機構の異常判定方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796417A1 (fr) * 1999-07-12 2001-01-19 Renault Procede de commande d'un moteur a combustion en vue de corriger la dispersion des cylindres en terme de couple gaz
JP2009008016A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Toyota Motor Corp 火花点火式内燃機関
FR2927655A3 (fr) * 2008-02-20 2009-08-21 Renault Sas Systeme et procede de fonctionnement d'un systeme d'adaptation d'un dispositif de distribution variable pour la commande des soupapes d'un moteur sensible aux carburants
US8370049B1 (en) * 2010-05-21 2013-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system of internal combustion engine
US20130317723A1 (en) * 2010-11-11 2013-11-28 Daimler Ag Method for determining a type of air-fuel mixture error
US20120204830A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Method for cylinder equalization in a multi-cylinder internal combustion engine
US20120215423A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for multi-cylinder internal combustion engine equipped with variable compression ratio mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014018855A1 (de) 2016-06-23
DE102014018855B4 (de) 2020-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006056708B4 (de) Verfahren, Vorrichtung und Computerprogramm zur Bestimmung zylinderindividueller Verbrennugsmerkmale einer Brennkraftmaschine
DE102011011337B3 (de) Verfahren zur Zylindergleichstellung einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine
DE102012203652B4 (de) Drehzahlbasierte Momentenschätzung für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder
DE102015226461A1 (de) Verfahren zur Ermittlung des Einspritzbeginn-Zeitpunktes und der Einspritzmenge des Kraftstoffes im Normalbetrieb eines Verbrennungsmotors
DE102007059877B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung des abgegebenen Drehmoments einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
DE4318504C2 (de) Verfahren zur Erzeugung eines Regelsignals für den Zündzeitpunkt einer Brennkraftmaschine
EP2652295B1 (de) Verfahren zur erkennung von irregulären verbrennungsvorgängen bei einer verbrennungskraftmaschine
EP3394413B1 (de) Verfahren zur ermittlung der zusammensetzung des zum betrieb eines verbrennungsmotors verwendeten kraftstoffes
DE102014201276B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Verbrennungsmotors sowie eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Verbrennungsmotors
WO2018220045A1 (de) Verfahren zur ermittlung der aktuellen trimmung des einlasstraktes eines verbrennungsmotors im betrieb
DE10319666A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung einer variablen Verdichtung bei einem Verbrennungsmotor
DE19749814B4 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Brennraumdruckverlaufes
WO2004016931A1 (de) Verfahren zur verbessern des rundlaufs einer brennkraftmaschine
DE102005056519A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2013131682A1 (de) Drehzahlbasierte schätzung der frischluftfüllung des zylinders in einem einzylinderverbrennungsmotor
WO2018219754A1 (de) Verfahren zur ermittlung des aktuellen verdichtungsverhältnisses eines verbrennungsmotors im betrieb
AT516669B1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102014018855B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102017114941B4 (de) Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus
DE102012203671A1 (de) Drehzahlbasierte Verbrennungslageschätzung für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder
DE102019202404A1 (de) Verfahren zur Steuerung des Auslaufverhaltens einer Brennkraftmaschine
DE102015211226A1 (de) Anordnung und Verfahren zum Antrieb einer Verstellwelle
DE102016003695B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Stelleinrichtung zum Verstellen des Istverdichtungsverhältnisses sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102016004521B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102014001790A1 (de) Bestimmung des Liefergrades von aufgeladenen Ottomotoren im Scavenging

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15794823

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15794823

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1