DE102011011337B3

DE102011011337B3 - Verfahren zur Zylindergleichstellung einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102011011337B3
Application number: DE102011011337A
Authority: DE
Inventors: Dr. Gottschalk Wolfram; Dr.-Ing. Magnor Olaf; Matthias Schultalbers; Christian Steinbrecher
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: US9080546B2; US20120204830A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine bereit. Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine zu verbessern. Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit, mit dem eine Verbrennungskraftmaschine näher an den thermodynamischen Grenzen betrieben werden kann, indem zylinderindividuelle Unterschiede der internen Verbrennung minimiert oder sogar eliminiert werden. Dadurch wird eine erhöhte Betriebssicherheit der Verbrennung erreicht und die Verbrennungskraftmaschine näher an den thermodynamischen Grenzen betrieben. Das Verfahren betrifft dabei Verbrennungskraftmaschinen, die über Steuerungsmöglichkeiten verfügen, mit denen zumindest eine Frischgasmasse und eine Frischgasqualität, also eine Luftmasse und eine Kraftstoffmasse unabhängig voneinander einstellbar sind. Zur Lösung der Aufgabe beinhaltet das Verfahren demnach zumindest die Verfahrensschritte einer Einspritzmengengleichstellung, einer Füllungsgleichstellung und einer Verbrennungsmitteldruckgleichstellung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylindergleichstellung einer Verbrennungskraftmaschine.
Stand der Technik
In der Patentschrift EP 1 169 560 B1 wird die Bestimmung zylinderindividueller Unterschiede einer Steuergröße einer Brennkraftmaschine beschrieben. Das Verfahren ermöglicht es, zylinderindividuelle Füllungsunterschiede zu erkennen und deren Gleichstellung vorzunehmen. Aufgeführt wird weiterhin, dass die Unterschiede des Drehmomentenbeitrags der einzelnen Zylinder aus den Füllungsunterschieden oder den Luftverhältnisunterschieden und somit der Kraftstoffzumessung stammen können. Zylinderindividuelle Unterschiede werden durch zylinderindividuelle Luftverhältnisse und zylinderindividuelle Drehmomentenbeiträge bestimmt. Der Zusammenhang zwischen Drehmoment, Füllung und Luftverhältnis, dementsprechend Verbrennungssauerstoff und Kraftstoffmasse, wird dargestellt. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich durch die Gleichstellung der zylinderindividuellen Luftverhältnisse aus. Alternativ wird beschrieben, dass auf eine Gleichstellung der zylinderindividuellen Einspritzzeiten eine Bestimmung zylinderindividueller Luftverhaltnisunterschiede folgt. Die Bestimmung der zylinderindividuellen Luftverhaltnisunterschiede erfolgt unter Verwendung zylinderindividueller Lambdasonden. Es werden dann zylinderindividuelle Füllungsunterschiede abgeleitet. Die Gleichstellung der Füllung kann zum Beispiel durch eine vollvariable Ansteuerung der Ein- und/oder Auslassventile erfolgen.
In der Offenlegungsschrift DE 101 63 894 A1 wird ein Verfahren zur Gleichstellung einer zylinderindividuell eingespritzten Kraftstoffmenge beschrieben, wobei zum Beispiel die Öffnungsdauer und der Druck am Injektor ermittelt werden.
Das Patent DE 102 59 846 B3 beansprucht ein Verfahren zur Zylindergleichstellung, wobei ein gedrosselter Betrieb und ein entdrosselter Betrieb unter Verwendung von variablen Ventiltrieben vorgesehen ist. Eine Einspritzmengengleichstellung erfolgt im gedrosselten Betrieb der Brennkraftmaschine. Im entdrosselten Betrieb wird dann die Gleichstellung der Füllung vorgenommen.
In der Patentschrift EP 1 448 881 B1 wird ein Verfahren zur Gleichstellung der Füllung beschrieben, bei dem füllungsabhängige Motordaten bei laufendem Motor über Sensoren erfasst werden. Entsprechend dieser Daten wird der Hub der Einlassventile verstellt, um die Sollwerte für die Gleichstellung der Füllung der Zylinder zu erreichen. Als relevante Motordaten werden zudem eine Drehungleichförmigkeit, ein Lambda-Wert in Verbindung mit Einspritzparametern oder Klopfsensorsignale aufgeführt. Dem Hauptanspruch entsprechend sind jedoch auch andere Signalgrößen möglich.
Aus der Patentschrift US 6,981,488 B2 ist ein Verfahren zur Gleichstellung der Verbrennung zwischen mehreren Zylindern bekannt, bei welchem ein normalisierter Verbrennungsspitzendruck als ein Verhältnis aus einem zylinderindividuell gemessenen Verbrennungsspitzendruck und einen zylinderindividuell gemessenen Kompressionsdruck verwendet wird, um diesen normalisierten Verbrennungsspitzendruck an einen vorbestimmten Zielwert anzupassen, welcher zwischen einen zuvor ermittelten Minimal- und Maximalwert der zylinderindividuellen, normalisierten Verbrennungsspitzendrücke liegt.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2006 022 994 A1 wird ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei welchem Informationen zu einer Verbrennungslage durch die Auswertung eines Lambdasondensignals ermittelt werden. Ist die Verbrennungslage der verschiedenen Zylinder bekannt, kann eine Gleichstellung der Verbrennungslage durchgeführt werden. Weiterhin wird beschrieben, dass vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Gleichstellung der zylinderindividuell eingespritzten Kraftstoffmengen zur besonders effizienten Umsetzung des Verfahrens erfolgen sollte.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Verbrennungskraftmaschine mit verbessertem Wirkungsgrad betrieben werden kann.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit, mit dem eine Verbrennungskraftmaschine näher an den thermodynamischen Grenzen betrieben werden kann, um dadurch den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine zu verbessern. Das Verfahren betrifft dabei Verbrennungskraftmaschinen, die über Steuerungsmöglichkeiten verfüge, mit denen zumindest eine Frischgasmasse und eine Frischgasqualität, also eine Luftmasse und eine Kraftstoffmasse unabhängig voneinander einstellbar sind. Dadurch lässt sich die Menge und das Verhältnis von Luft- und Kraftstoffmasse variabel einstellen. Weiterhin vorteilhaft sind Möglichkeiten zur Einstellung des Zündzeitpunktes, des Einspritzzeitpunktes und einer Abgasrückführung vorzusehen. Dementsprechend verfügt die Verbrennungskraftmaschine zumindest über Möglichkeiten zur zylinderindividuellen Einstellung der Luftmasse und der eingespritzten Kraftstoffmasse. Als zylinderindividuell wird in dieser Schrift auf einen bestimmten Zylinder beziehend verstanden. Um die zylinderindividuellen Unterschiede der internen Verbrennung von Verbrennungskraftmaschinen zu minimieren oder sogar zu eliminieren, um dadurch eine erhöhte Betriebssicherheit der Verbrennung zu erreichen und die Verbrennungskraftmaschine näher an den thermodynamischen Grenzen zu betreiben, beinhaltet das Verfahren zumindest folgende Verfahrensschritte:

– Einspritzmengengleichstellung,
– Füllungsgleichstellung und
– Verbrennungsmitteldruckgleichstellung.

Als Gleichstellung wird dabei verstanden, dass keine oder nur geringe zylinderindividuelle Unterschiede bezüglich Einspritzmenge, Füllung und letztendlich Verbrennungsmitteldruck bestehen. Die zylinderindividuellen Unterschiede der Einspritzmenge, also der eingespritzten Kraftstoffmasse, können durch die zylinderindividuellen Einspritzzeiten und Druckverhältnisse am Injektor bestimmt werden. Dafür kann zum Beispiel ein hochauflösender Drucksensor verwendet werden. Das Drucksignal wird dann für die Berechnung der zylinderindividuellen Einspritzzeit und der zylinderindividuellen Einspritzmenge verwendet. Die Gleichstellung der zylinderindividuell eingespritzten Kraftstoffmasse kann dann zum Beispiel durch eine Korrektur der Einspritzzeit erfolgen. Auch eine Korrektur des Einspritzdrucks sowie eine Anpassung des Nadelhubes des Injektors ist möglich, wenn der entsprechende Injektor verwendet wird.
Unter der Vorraussetzung der Gleichstellung der eingespritzten Kraftstoffmasse können mögliche zylinderindividuelle Unterschiede weiterhin durch die Füllung verursacht werden. Bei gleichgestellter Kraftstoffmasse und zylinderindividueller Füllungsunterschiede ergibt sich ein zylinderindividueller Luft-Kraftstoffverhältnisunterschied. Das Luft-Kraftstoffverhältnis wird durch einen Sauerstoffsensor ermittelt. Zur Erfassung können demnach zylinderindividuelle Sauerstoffsensoren oder auch ein für alle Zylinder gemeinsamer Sauerstoffsensor, dessen Signal entsprechend der Laufzeitunterschiede der Zylinder und deren Abgasstrecke ausgewertet wird, verwendet werden. Durch die zylinderindividuellen Unterschiede im Luft-Kraftstoffverhältnis wird auf die zylinderindividuellen Füllungsunterschiede und demnach auf die Luftmassenunterschiede geschlossen. Auf Basis dieser bestimmten zylinderindividuellen Füllungsunterschiede wird eine Füllungsgleichstellung und somit eine Luft-Kraftstoffverhältnisgleichstellung durchgeführt. Für die zylinderindividuelle Füllungskorrektur können variable Ventiltriebe, deren Ventilhubscharakteristik zylinderindividuell eingestellt werden kann, verwendet werden. Weiterhin sind zylinderindividuell angeordnete Drosselklappen oder auch eine für alle Zylinder gemeinsame, auf die Motordrehzahl abgestimmte gemeinsame Drosselklappe, für die zylinderindividuelle Drosselung möglich. Die Abstimmung der gemeinsamen Drosselklappe auf die Motordrehzahl ermöglicht eine zylinderindividuelle Anpassung der Luftmasse im jeweiligen Zylinder und somit der Füllung.
Unter Voraussetzung der gleichgestellten Kraftstoffmasse und der Füllung ergibt sich auch eine Luft-Kraftstoffverhältnisgleichstellung. Jeder Zylinder der Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine enthält nun die gleiche Masse und Qualität eines Frischgases, also eines brennbaren Luft-Kraftstoffgemisches.
Durch eine anschließende Anpassung des Zeitpunktes der Zündung des brennbaren Luftkraftstoffgemisches und somit der Lage des Verbrennungsschwerpunktes kann der zylinderindividuelle Mitteldruck der Verbrennung ebenfalls gleichgestellt werden. Als Zeitpunkt der Zündung wird ein Zündzeitpunkt verstanden, der sich auf eine feste Winkelmarke, zum Beispiel den oberen Totpunkt zwischen dem Verdichtungs- und Arbeitstakt, bezieht. Durch die zylinderindividuelle Veränderung der Lage des Verbrennungsschwerpunktes mit dem Ziel der Gleichstellung des Verbrennungsmitteldrucks wird der maximale Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine erreicht. Der zylinderindividuelle Verbrennungsmitteldruck kann zum Beispiel durch eine Drehungleichförmigkeit mit Hilfe eines Drehzahlsignals oder auch zylinderindividuelle Drucksensoren ermittelt werden.
Die nach diesem Verfahren gleichgestellte Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine zeichnet sich durch eine besonders hohe Laufruhe aus. Weiterhin ist durch die Gleichstellung der Verbrennungskraftmaschine die Möglichkeit zur Wirkungsgradoptimierung gegeben, da die Verbrennungskraftmaschine insgesamt näher an den thermodynamischen Verfahrensgrenzen betrieben werden kann. Bei herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen ist die Grenze bereits dann erreicht, wenn ein Zylinder die thermodynamischen Verfahrensgrenzen erreicht hat, obwohl die weiteren Zylinder noch Optimierungspotential bieten würden. Die gleichgestellte Verbrennungskraftmaschine kann mit allen Zylindern gleichzeitig bis an die thermodynamischen Verfahrensgrenzen betrieben werden.
Dadurch ist eine Steigerung des Wirkungsgrades der Verbrennungskraftmaschine gegenüber herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen erreicht. Weiterhin ergeben sich durch die Gleichstellung der Zylinder weitere Möglichkeiten zur Wirkungsgradverbesserung.
Unter Voraussetzung gleichgestellter Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine lässt sich zum Beispiel der Einfluss einer Abgasrückführung auf die Verbrennung analysieren. Dafür wird zum Beispiel eine externe Abgasrückführung über ein Abgasrückführventil realisiert und definiert angesteuert. Weiterhin ist auch eine interne Abgasrückführung durch geeignete Ventilsteuerzeiten möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht mit dieser vorteilhaften Weiterentwicklung eine exakte zylinderindividuelle Bestimmung des Einflusses einer Abgasrückführung auf die Verbrennung. Wird zum Beispiel ein variabler Ventiltrieb für die Auslassventile verwendet, ist eine zylinderindividuelle Anpassung der rückgeführten Abgasmenge möglich und führt zu einer Wirkungsgradoptimierung im entsprechenden Lastbereich gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
Über eine Langzeitüberwachung der Verstellvorgabe eines variablen Ventiltriebs, der beispielsweise für die Durchführung des Verfahrens eingesetzt werden kann, ist es möglich, Rückschlüsse auf den Verschleiß der Verstellmechanik des Ventiltriebes oder auch den Zustand der Schmiermittelqualität zu ziehen. Entsprechend der Rückschlüsse auf Verschleiß und Schmiermittelqualität lassen sich Maßnahmen zur Ansteuerung des Ventiltriebs treffen, um gleichbleibende Ergebnisse zu erzielen.
Ausführungsbeispiel
Beispielhaft wird hier eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigen:
1: eine schematische Darstellung der Anordnung eines Drucksensors an einer Kraftstoffzuführung mit entsprechenden Injektoren,
2: eine schematische Darstellung der Einspritzmengengleichstellung,
3: eine schematische Darstellung der Anordnung der Sauerstoffsensoren an einem Abgaskrümmer,
4: eine schematische Darstellung der Füllungsgleichstellung,
5: eine schematische Darstellung der Verbrennungsmitteldruckgleichstellung und
6: eine schematische Darstellung des Einflusses einer Abgasrückführung.
Im Ausführungsbeispiel wird eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Dabei wird von einer Hubkolbenmaschine mit Direkteinspritzung und Fremdzündung, einem Ottomotor, ausgegangen, der über einen vollvariablen Ventiltrieb zumindest der Einlassventile verfügt. In 1 sind die für die Direkteinspritzung notwendigen Injektoren 1a, 1b, 1c, 1d dargestellt. Die Injektoren 1a, 1b, 1c, 1d sind an einer gemeinsamen Kraftstoffversorgung, einem sogenannten Kraftstoffrail 2, angeschlossen. Am Kraftstoffrail 2 ist ein Drucksensor 3 angeordnet, der ein hochaufgelöstes Drucksignal P_R des Drucks im Kraftstoffrail 2 ausgeben kann, wie in Diagramm 4 in 2 dargestellt. Auf Basis dieses Drucksignals P_R und dessen zeitlichen Verlauf, kann die tatsächliche Einspritzzeit t_i1d und der durch die Einspritzung verursachte Druckabfall ΔP_R1a ausgehend von einem Normaldruck im Kraftstoffrail 2 und demzufolge der Einspritzdruck und die tatsächliche Einspritzrate des jeweiligen Injektors 1a, 1b, 1c, 1d ermittelt werden. Die Einspritzrate ist als eingespritzte Kraftstoffmasse pro Zeiteinheit definiert. Die tatsächliche zylinderindividuelle Einspritzrate verursacht die zylinderindividuell eingespritzte Kraftstoffmasse m_K in Abhängigkeit der Einspritzzeit t_i, wie in Diagramm 5 in 2 dargestellt. Dabei ist der Druckabfall ΔP_R1a im Kraftstoffrail 2 während einer zylinderindividuellen Einspritzung ein Maß für die tatsächliche Einspritzrate und die Zeitdauer des Druckabfalls ΔP_R1a unter Verwendung von vorbestimmten Druckschwellenwerten ein Maß für die tatsächliche Einspritzzeit t_i1d.
Die Einspritzmengengleichstellung, also die Gleichstellung der eingespritzten Kraftstoffmasse m_K, erfolgt durch eine zylinderindividuelle Korrektur der Einspritzzeiten der jeweiligen Injektoren 1a, 1b, 1c, 1d. Die Korrektur wird anhand der zylinderindividuellen Abweichungen der tatsächlichen Einspritzrate ermittelt. Die Korrektur kann eine additive Zugabe, aber in bevorzugter Weise ein zylinderindividueller Korrekturfaktor zur durch ein Steuergerät vorgegebenen Solleinspritzzeit sein. Dementsprechend ergeben sich zylinderindividuelle Unterschiede der Einspritzzeit gegenüber der Solleinspritzzeit, die jedoch eine Gleichstellung der eingespritzten Kraftstoffmasse m_K, wie in Diagramm 6 in 2 aufgezeigt, trotz unterschiedlicher Einspritzraten und Einspritzzeiten ergibt.
Unter Voraussetzung der Einspritzmengengleichstellung kann in einem nachfolgenden Schritt durch eine zylinderindividuelle Ermittlung des Luft-Kraftstoffverhältnisses λ der Anteil der Luftmasse m_L an der Frischgasfüllung ermittelt werden, 3 und 4. Dazu werden zylinderindividuelle Sauerstoffsensoren 10a, 10b, 10c, 10d eingesetzt, deren Messsignal Rückschlüsse auf das Luft-Kraftstoffverhältnis λ erlaubt. Die Sauerstoffsensoren sind dafür beispielsweise in einem Abgaskrümmer 11 im Bereich des zylinderindividuellen Auslasskanals 9a, 9b, 9c, 9d des jeweiligen Zylinders 8a, 8b, 8c, 8d einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine 7 angeordnet. Die zylinderindividuellen Unterschiede des Luft-Kraftstoffverhältnisses λ resultieren aus einem Füllungsunterschied der Luftmasse m_L des jeweiligen Zylinders, wie in Diagramm 12 und Diagramm 13 in 4 dargestellt. Um diesen zylinderindividuellen Füllungsunterschied der Luftmasse m_L auszugleichen, wird in vorteilhafter Weise über einen vollvariablen Ventiltrieb die Hubcharakteristik der Einlassventile verändert. Dazu können sowohl die Steuerzeiten, als auch der Ventilhub angepasst werden. Dementsprechend wird zum Beispiel der maximale Einlassventilhub zylinderindividuell so eingestellt, dass jeder Zylinder die gleiche Luftmasse m_L aufweist, wie Diagramm 14 in 4 zeigt. Zum Beispiel bewirkt eine Verringerung des maximalen Einlassventilhubes eine Reduzierung der Füllung. Als Resultat ergibt sich eine Gleichstellung der Zylinder, wobei sich in jedem Zylinder die gleiche Kraftstoffmasse m_K und die gleiche Luftmasse m_L befindet und sich dadurch gleiche Luft-Kraftstoffverhältnisse λ einstellen.
Unter der Voraussetzung der Gleichstellung der Füllung kann nun in einem nachfolgenden Schritt eine Gleichstellung des Verbrennungsmitteldrucks erfolgen. Die zylinderindividuellen Unterschiede des Verbrennungsdrucks P_Z im Zylinder und dementsprechend des Druckverlaufs, wie in Diagramm 15 in 5 dargestellt, resultieren zum Beispiel aus zylinderindividuellen Gemischbildungsvorgängen, Wandwärmeverlusten, Brennverzügen und so weiter. Für die Verbrennungsmitteldruckgleichstellung wird zum Beispiel der Zündzeitpunkt variiert, bis eine Gleichstellung des Mitteldrucks erfolgt ist. Durch die Variation des Zündzeitpunktes kann die Verbrennungsschwerpunktlage zylinderindividuell angepasst werden, so dass jeder Zylinder den gleichen Verbrennungsmitteldruck und somit das gleiche Drehmoment zum Gesamtdrehmoment der Verbrennungskraftmaschine beiträgt. Häufig geht eine Verbrennungsmitteldruckgleichstellung mit einer Gleichstellung des Druckverlaufs des Verbrennungsdrucks P_Z einher, siehe Diagramm 16 in 5. Der Drehmomentenbeitrag des jeweiligen Zylinders kann durch eine zylinderindividuelle Auswertung eines Drehzahlsignals erfolgen. Die Drehzahl wird dafür zum Beispiel an der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine erfasst und hinsichtlich einer Drehungleichförmigkeit ausgewertet. Ruft jeder Zylinder die gleiche Drehungleichförmigkeit während des Arbeitstaktes des jeweiligen Zylinders hervor, sind die Drehmomentenbeiträge der einzelnen Zylinder ebenfalls gleich.
Auf Basis der gleichgestellten Zylinder der Verbrennungskraftmaschine wird entsprechend dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der zylinderindividuelle Einfluss einer Abgasrückführung zur Verbrauchsminimierung auf die Verbrennung ermittelt. Dazu wird eine externe Abgasrückführung aktiviert, wobei ein bereits in einem vorhergehenden Arbeitstakt verbranntes Luft-Kraftstoffgemisch auf die Frischluftseite der Verbrennungskraftmaschine, zum Beispiel durch Rohrleitungen, zurückgeführt wird und der Frischluft in einem Anteil zugeführt wird. Die Frischgasfüllung des jeweiligen Zylinders wird zum Teil durch Abgas ersetzt. Dadurch können sieh wiederum Unterschiede im Druckverlauf des Verbrennungsdrucks P_Z der vorher gleichgestellten Verbrennungskraftmaschine ergeben. Im Diagramm 17 der 6 ist der Druckverlauf des Verbrennungsdrucks P_Z der gleichgestellten Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung dargestellt. Diagramm 18 in 6 zeigt den Einfluss auf den Druckverlauf des Verbrennungsdrucks P_Z einer Abgasrückführung. Es treten wiederum Unterschiede im Druckverlauf auf, welche die Unterschiede im Verbrennungsmitteldruck und somit im Drehmomentenbeitrag des jeweiligen Zylinders begründen. Der Einfluss des zurückgeführten Abgases lässt sich dann durch die Analyse der Drehzahl nach bekannter Methode ermitteln. Aus der Drehungleichförmigkeit lässt sich beispielsweise der zylinderindividuelle Drehmomentenbeitrag und dementsprechend zylinderindividuelle Unterschiede der Abgasanteile an der Gesamtfüllung bestimmen.
Anschließend können für eine Wiederherstellung der Laufruhe verschiedene geeignete Verfahrensschritte, wie zum Beispiel die Gleichstellung des Verbrennungsmitteldrucks durch Anpassung der Einspritzmenge in Verbindung mit der Füllungsanpassung zur Luft-Kraftstoffverhältnisgleichstellung, wiederholt werden.
Bezugszeichenliste

1a, 1b, 1c, 1d: Injektoren
2: Kraftstoffrail
3: Drucksensor
4, 5, 6: Diagramm
7: Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine
8a, 8b, 8c, 8d: Zylinder
9a, 9b, 9c, 9d: Auslasskanal
10a, 10b, 10c, 10d: Sauerstoffsensor
11: Abgaskrümmer
12, 13, 14, 15, 16, 17, 18: Diagramm
ΔP_R1a: Druckabfall
λ: Luft-Kraftstoffverhältnis
m_K: Kraftstoffmasse
m_L: Luftmasse
P_R: Drucksignal
P_Z: Verbrennungsdruck
t_i: Einspritzzeit
t_i1d: Einspritzzeit

Claims

Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine als Hubkolbenmaschine mit Direkteinspritzung und Fremdzündung ausgeführt ist und eine zylinderindividuell eingespritzte Kraftstoffmasse, eine zylinderindividuelle Luftmasse sowie ein zylinderindividueller Zündzeitpunkt einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gleichstellung der Zylinder die Verfahrensschritte – Einspritzmengengleichstellung – Füllungsgleichstellung, sowie – Verbrennungsmitteldruckgleichstellung nacheinander durchgeführt werden.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderindividueller Kraftstoffdruck zur Beurteilung einer zylinderindividuellen Einspritzrate eines jeweiligen Injektors verwendet wird.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Einspritzmengengleichstellung eine Korrektur einer zylinderindividuellen Einspritzzeit und/oder eines Einspritzdrucks und/oder einer Einspritzrate des Injektors durchgeführt wird.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllungsgleichstellung durch zylinderindividuelle Drosselklappen, durch einen vollvariablen Ventiltrieb oder durch eine auf eine Drehzahl abgestimmte, für alle Zylinder gemeinsame Drosselklappe durchgeführt wird.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllungsgleichstellung durch zylinderindividuelle Verstellung der Ventilhubscharakteristik erfolgt, wobei der Öffnungszeitpunkt und/oder Schließzeitpunkt und/oder der Ventilhubsverlauf verstellt werden.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsmitteldruckgleichstellung durch die zylinderindividuelle Einstellung eines Zündzeitpunktes erfolgt.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beurteilung der Gleichstellung der Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine eine Drehzahl, ein Verbrennungsdruck oder ein Klopfsignal verwendet werden.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderindividuelle Einfluss einer Abgasrückführung auf die gleichgestellte Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine untersucht wird, indem ein zylinderindividueller Unterschied ermittelt wird.
Verfahren zur Gleichstellung der Zylinder einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Langzeitüberwachung einer Verstellvorgabe durchgeführt wird, um Rückschlüsse auf Verschleiß oder einen Betriebsmittelzustand der für das Verfahren verwendeten Mittel zur Verstellung zu ziehen.