DE102016118220A1 - Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes - Google Patents

Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes Download PDF

Info

Publication number
DE102016118220A1
DE102016118220A1 DE102016118220.6A DE102016118220A DE102016118220A1 DE 102016118220 A1 DE102016118220 A1 DE 102016118220A1 DE 102016118220 A DE102016118220 A DE 102016118220A DE 102016118220 A1 DE102016118220 A1 DE 102016118220A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
lambda
internal combustion
combustion engine
supplied
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.)
Pending
Application number
DE102016118220.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Georg Birmes
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.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV Europe 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 FEV Europe GmbH filed Critical FEV Europe GmbH
Priority to DE102016118220.6A priority Critical patent/DE102016118220A1/de
Publication of DE102016118220A1 publication Critical patent/DE102016118220A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/12Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with non-fuel substances or with anti-knock agents, e.g. with anti-knock fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing 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
    • F02D41/1458Introducing 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 determination means using an estimation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0227Control aspects; Arrangement of sensors; Diagnostics; Actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025Adding water
    • F02M25/028Adding water into the charge intakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614Actual fuel mass or fuel injection amount

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes und ein Verbrennungsmotor. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird einem Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors eine Wassermenge gezielt zugeführt, auf einer Auslassseite der Verbrennungsmotors mittels einer Lambda-Sonde im Abgas ein Lambda-Wert gemessen wird, und bei der Bestimmung eines korrigierten Lambda-Wertes die gezielt zugeführte Wassermenge berücksichtigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes und einen Verbrennungsmotor.
  • Es ist bekannt, eine Wassermenge gezielt in einen Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors einzuführen, um ein Klopfen, d.h., eine unkontrollierte Zündung eines sich im Verbrennungsraum befindlichen Kraftstoffes, zu unterdrücken. Ein solches Verfahren offenbart beispielsweise die US 8352162 B2 , bei der Wasser mittels eines Injektors direkt in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Des Weiteren ist es bekannt, für die Steuerung des Verbrennungsmotors und/oder einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die beispielsweise einen Katalysator umfasst, Lambda-Sonden einzusetzen. Mittels einer Lambda-Sonde lässt sich das Verbrennungsluftverhältnis Lambda bestimmen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes sieht vor, dass einem Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors eine Wassermenge gezielt zugeführt wird, auf einer Auslassseite der Verbrennungsmotors mittels einer Lambda-Sonde im Abgas ein Lambda-Wert gemessen wird, und bei der Bestimmung eines korrigierten Lambda-Wertes die gezielt zugeführte Wassermenge berücksichtigt wird.
  • Dabei heißt „gezielt zuführen“ im Rahmen der Erfindung das Zuführen einer definierten Wassermenge in einem definierten Zeitraum.
  • Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass ein Wassergehalt im Abgas die von einer Lambda-Sonde gemessenen Lambda-Werte nicht unerheblich beeinflussen kann. Eine mögliche Folge solch einer Beeinflussung ist die Bildung eines aufgrund verfälschter Lambda-Werte ungünstigen Luft-Kraftstoffgemischs, was zu erhöhten Abgasemissionen führen kann. Durch die Berücksichtigung der gezielt zugeführten Wassermenge wird ein korrigierter Lambda-Wert bestimmt, wodurch dieser Nachteil zumindest reduziert werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor umfasst einen Verbrennungsraum, eine Einlassseite, eine Auslassseite, eine in der Auslassseite angeordnete Lambda-Sonde und einen in der Einlassseite oder im Verbrennungsraum angeordneten Injektor, und eine mit der Lambdasonde verbundene Bestimmungseinheit zum Bestimmen eines korrigierten Lambda-Wertes. Die Bestimmungseinheit ist derart eingerichtet, beim Bestimmen des Lambda-Wertes eine mittels des Injektors dem Verbrennungsmotor gezielt zugeführte Wassermenge zu berücksichtigen.
  • Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Verbrennungsmotors werden anhand der folgenden Figur näher erläutert.
  • Die 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor 1.
  • Der Verbrennungsmotor 1 ist hier ein Otto-Motor. Der Verbrennungsmotor 1 umfasst einen Verbrennungsraum 2, eine Einlassseite 3 und eine Auslassseite 4. Auf der Einlassseite 3 ist ein Wasserinjektor 6 angeordnet, mittels dem sich dem Verbrennungsraum 2 eine Wassermenge gezielt zuführen lässt. Der Wasserinjektor 6 ist zu diesem Zweck über eine Verrohrung mit einem nicht näher dargestellten Wassertank und einer Pumpe verbunden. Auf der Auslassseite 4 ist ein Katalysator 10 und eine Lambda-Sonde angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind es zwei Lambda-Sonden 5a, 5b, wobei eine Lambda-Sonde 5a stromaufwärts und die anderen Lambda-Sonde 5b stromabwärts des Katalysators angeordnet sind.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird über die Einlassseite 3 angesaugte Luft eine Wassermenge gezielt zugeführt, um die Luft zu kühlen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine am Verbrennungsmotor 1 anliegende Last hoch ist. Durch die Kühlung der Luft mittels Wassers wird eine unkontrollierte Selbstzündung an lokalen Punkten eines sich im Verbrennungsraum 2 befindenden Kraftstoff-Luft-Gemischs (Klopfen) verhindert oder kann reduziert werden. Die Kühlung kann zusätzlich zu einer in der Einlassseite angeordneten Kühlvorrichtung 9 erfolgen. Alternativ erfolgt eine Kühlung ohne Kühlvorrichtung 9.
  • Der Wasserinjektor 6 ist vorzugsweise möglichst nahe, wie hier stromab einer Drossel 8, oder alternativ direkt im Verbrennungsraum (nicht gezeigt), beispielsweise in einem Zylinderkopf, angeordnet. Auf diese Weise lassen sich Drehzahl und/oder Last des Verbrennungsmotors schnell ändern, ohne durch eine nicht abgestimmte Wassermenge in der Einlassseite beeinträchtigt zu werden.
  • Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Bestimmungseinheit 7. Die Bestimmungseinheit 7 kann Teil eines Steuergeräts sein (nicht dargestellt), mit dem sich die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs steuern lässt. Die Bestimmungseinheit ist mit den Lambda-Sonden 5a und 5b sowie mit dem Wasserinjektor 6 oder einer sonstigen Einheit, mit der sich die eingespritzte Wassermenge bestimmen lässt, verbunden. Eine Bestimmungseinheit 7 kann beispielsweise einen Prozessor aufweisen.
  • Erfindungsgemäß wird mittels der Lambda-Sonde 5a und/oder 5b ein Lambda-Wert im Abgas gemessen und bei der Bestimmung eines korrigierten Lambda-Wertes, hier durch die Bestimmungseinheit 7, die mittels des Wasserinjektors 6 gezielt zugeführte Wassermenge berücksichtigt. Dabei wird, was zwecks Verbesserung der Korrekturwerte vorteilhaft ist, neben der Wassermenge zumindest ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2 berücksichtigt. Ein Betriebspunkt ist dabei durch eine Drehzahl des Verbrennungsmotors und eine an diesem anliegende Last gekennzeichnet. Die Berücksichtigung erfolgt derart, dass Wassermenge und Betriebspunkt Eingangsparameter eines Modells sind, dass als Ausgangsparameter mindestens einen Korrekturwert für einen an den Lambda Sonden 5a, 5b gemessenen Lambda-Wert bestimmt. Dabei kann das Modell auf Kennfeldern oder Algorithmen beruhen. Die Erstellung solch eines Modells ist dem Fachmann hinlänglich bekannt, weswegen hierauf nicht im Detail eingegangen wird. Mit dem Korrekturwert und den gemessenen Lambda-Wert wird ein korrigierter Lambda-Wert bestimmt. Mit dem korrigierten Lambda-Wert kann ein Luft-Kraftstoffgemisch geregelt werden. Eine Alternative ist es, anstatt eines einzelnen Wertes eine Korrekturkurve zu bestimmen, mit der eine Lambda-Kurve korrigiert werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird als Eingangsparameter die zugeführte Wassermenge als Verhältnis der zugeführten Wassermenge zu dem Verbrennungsraum zugeführten Kraftstoff berücksichtigt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein Durchsatz bzw. Masse bezogener Parameter entsteht und die Lambda-Korrektur ohnehin in Abhängigkeit zum Wasseranteil gesetzt wird.
  • Obwohl hier anhand eines Beispiels mit einem Katalysator 10 und zwei Lambda-Sonden 5a, 5b gezeigt, ist das erfindungsgemäße Verfahren auf andere Systeme anwendbar, beispielsweise Systeme, die nur eine Lambda-Sonde aufweisen oder die mehrere Katalysatoren umfassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8352162 B2 [0002]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes, wobei einem Verbrennungsraum (2) eines Verbrennungsmotors (1) eine Wassermenge gezielt zugeführt wird, auf einer Auslassseite (4) des Verbrennungsmotors (1) mittels einer Lambda-Sonde (5a, 5b) im Abgas ein Lambda-Wert gemessen wird, und bei der Bestimmung eines korrigierten Lambda-Wertes die gezielt zugeführte Wassermenge berücksichtigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Bestimmung des korrigierten Lambda-Wertes neben der zugeführten Wassermenge zumindest ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (1) berücksichtigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, wobei die Berücksichtigung der zugeführten Wassermenge derart erfolgt, dass mittels eines Modells mit der zugeführten Wassermenge und des Betriebspunktes als Eingangsparameter mindestens ein Korrekturwert als Ausgangsparameter ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei als Eingangsparameter die zugeführte Wassermenge als Verhältnis der zugeführten Wassermenge zu dem Verbrennungsraum (2) zugeführten Kraftstoff berücksichtigt wird.
  5. Verbrennungsmotor mit einem Verbrennungsraum (2), einer Einlassseite (3), einer Auslassseite (4), einer in der Auslassseite (4) angeordneten Lambda-Sonde (5a, 5b) und mindestens einen in der Einlassseite (3) oder im Verbrennungsraum (2) angeordneten Wasserinjektor (6), und eine mit der Lambdasonde verbundene Bestimmungseinheit (7) zum Bestimmen eines korrigierten Lambda-Wertes, wobei die Bestimmungseinheit (7) eingerichtet ist, beim Bestimmen des Lambda-Wertes eine mittels des Wasserinjektors (6) dem Verbrennungsmotor (1) gezielt zugeführte Wassermenge zu berücksichtigen.
DE102016118220.6A 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes Pending DE102016118220A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016118220.6A DE102016118220A1 (de) 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016118220.6A DE102016118220A1 (de) 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016118220A1 true DE102016118220A1 (de) 2017-07-20

Family

ID=59256429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016118220.6A Pending DE102016118220A1 (de) 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016118220A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993386A (en) * 1988-12-29 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Operation control system for internal combustion engine
DE102006056574A1 (de) * 2005-11-30 2007-05-31 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Warmlaufstrategie für Ethanoldirekteinspritzung plus Benzin-Kanalkraftstoffeinspritzung
US20100050982A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Denso Corporation Fuel supply control apparatus
US8352162B2 (en) 2010-07-29 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling fuel usage
DE112009005407T5 (de) * 2009-11-30 2013-04-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Kraftstofftanksystem und kraftstoffversorgungssystem
DE102014222464A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993386A (en) * 1988-12-29 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Operation control system for internal combustion engine
DE102006056574A1 (de) * 2005-11-30 2007-05-31 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Warmlaufstrategie für Ethanoldirekteinspritzung plus Benzin-Kanalkraftstoffeinspritzung
US20100050982A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Denso Corporation Fuel supply control apparatus
DE112009005407T5 (de) * 2009-11-30 2013-04-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Kraftstofftanksystem und kraftstoffversorgungssystem
US8352162B2 (en) 2010-07-29 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling fuel usage
DE102014222464A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112012000300B4 (de) Kraftstoffsteuersysteme und -verfahren für ein Mehrkraftstoff-Fahrzeug
DE102011102556B4 (de) System zur Steuerung von Abgasrückführungssystemen
DE102014019359A1 (de) Dieselmotor, Kraftstoffeinspritzsteuer- bzw. Regelvorrichtung hierfür, Verfahren zum Steuern bzw. Regeln eines Dieselmotors und Computerprogrammerzeugnis
DE102016110516A1 (de) Controller für eine Dieselmaschine
DE102005004121A1 (de) Steuerungseinrichtung für eine Direkteinspritzbrennkraftmaschine
DE4344137B4 (de) System zum Schutz eines Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine vor Übertemperatur
DE112007001746T5 (de) System und Verfahren zum Betreiben eines turboaufgeladenen Motors
DE102005053761B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102012214261A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem ersten und einem zweiten Injektor
DE102018102867A1 (de) Abnormitätsdiagnosevorrichtung für Verbrennungskraftmaschine und Abnormitätsdiagnoseverfahren für Verbrennungskraftmaschine
DE102016110517A1 (de) Kraftstoffschätzvorrichtung
DE102006022321A1 (de) System und Verfahren zum Reduzieren von NOx-Emissionen bei einer einen Dieselmotor aufweisenden Vorrichtung
DE102016102529A1 (de) Dieselmotorsteuerungsvorrichtung
DE102007050511A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102012113131A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Abgasrückführung
DE102020119087A1 (de) Verfahren und system für eine thermische steuerung einer nachbehandlung
DE102009046417A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines Kraftstoffeintrags in das Schmieröl einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
WO2015032487A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102013207819A1 (de) Adaptive Motorsteuerung in Ansprechen auf eine Biodiesel-Kraftstoffmischung
DE102016118220A1 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Lambda-Wertes
DE102016012019A1 (de) Verfahren zum Ermitteln von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine
DE102015121964A1 (de) System und Verfahren zum Steuern des Luftdurchsatzes einer Brennkraftmaschine
DE102011075875A1 (de) Verfahren und Steuergerät zur Berechnung der NOx-Rohemissionen einer Brennkraftmaschine
DE102009021793B4 (de) Verfahren zum Bestimmen der Stickoxidemission im Brennraum eines Dieselmotors
DE102020119960A1 (de) Ermitteln einer Brenngaszusammensetzung

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R230 Request for early publication
R084 Declaration of willingness to licence
R012 Request for examination validly filed