DE102016200709A1 - Method for determining an emission of nitrogen oxides during operation of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Ermittlung einer Emission von Stickoxiden beim Betrieb einer Brennkraftmaschine (10) vorgeschlagen, wobei ein Volumen des Brennraums (14) durch einen in einem Zylinder geführten Kolben (18) in Abhängigkeit von einem Kurbelwinkel verändert wird. Es wird ein Faktor in Abhängigkeit einem Produkt der Änderung des Volumens mit einem Kehrwert des Volumens ermittelt und die Emission von Stickoxiden wird in Abhängigkeit von dem Faktor ermittelt.A method for determining an emission of nitrogen oxides during operation of an internal combustion engine (10) is proposed, wherein a volume of the combustion chamber (14) is changed by a piston (18) guided in a cylinder as a function of a crank angle. A factor is determined as a function of a product of the change in volume with a reciprocal of the volume, and the emission of nitrogen oxides is determined as a function of the factor.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Emission von Stickoxiden beim Betrieb einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for determining an emission of nitrogen oxides during operation of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Es sind Verfahren bekannt, die zur Bestimmung eines Stickoxid-Werts ausgebildet sind. Die
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben und finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.The problem underlying the invention is achieved by a method according to claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims and can be found further in the following description of exemplary embodiments.
Es wird ein Verfahren zur Ermittlung einer Emission von Stickoxiden beim Betrieb einer Brennkraftmaschine beschrieben. Ein Volumen des Brennraums wird durch einen in einem Zylinder geführten Kolben in Abhängigkeit von einem Kurbelwinkel verändert. Ein Faktor wird in Abhängigkeit einem Produkt der Änderung des Volumens mit einem Kehrwert des Volumens ermittelt. Die Emission von Stickoxiden wird in Abhängigkeit von dem Faktor ermittelt. Der ermittelte Faktor berücksichtigt vorteilhaft, dass die Bewegung der Ladung im Zylinder durch die Bewegung des Kolbens um den oberen Totpunkt herum das Stickoxid-Reaktionsvolumen und damit die Stickoxidproduktion während der Verbrennung wesentlich beeinflusst. So kann durch im Steuergerät bereits vorliegende Größen die Ermittlung der Emission von Stickoxiden wesentlich präziser geschehen. Durch die so präzisere Ermittlung der Stickoxidemissionen können Betriebsparameter der Brennkraftmaschine besser an die aktuellen Verbrennungsbedingungen angepasst werden. Ebenso kann ein Stickoxid-Sensor auf seine Funktion hin überprüft werden oder der Sensor kann durch die vorgenannte Ermittlung ersetzt werden.A method for determining an emission of nitrogen oxides during operation of an internal combustion engine is described. A volume of the combustion chamber is changed by a piston guided in a cylinder in response to a crank angle. A factor is determined as a function of a product of the change in volume with a reciprocal of the volume. The emission of nitrogen oxides is determined as a function of the factor. The determined factor advantageously takes into account that the movement of the charge in the cylinder due to the movement of the piston around the top dead center substantially influences the nitrogen oxide reaction volume and thus the nitrogen oxide production during combustion. Thus, by already existing in the control unit sizes, the determination of the emission of nitrogen oxides happen much more precise. As a result of the more precise determination of the nitrogen oxide emissions, operating parameters of the internal combustion engine can be better adapted to the current combustion conditions. Likewise, a nitric oxide sensor can be checked for its function or the sensor can be replaced by the aforementioned determination.
In einer vorteilhaften Ausführungsform bestimmt sich der Faktor sich gemäß bestimmt, wobei K4 eine applizierte Größe, ϑ den Kurbelwinkel, und V(ϑ) das Volumen des Brennraums bei dem Kurbelwinkel ϑdarstellt.In an advantageous embodiment, the factor is determined according to where K4 is an applied quantity, θ is the crank angle, and V (θ) is the volume of the combustion chamber at the crank angle θ.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Emission von Stickoxiden in Abhängigkeit von einem Kurbelwinkelbereich ermittelt wird, der den oberen Totpunkt umfasst. Hierdurch kann die Emission von Stickoxiden präziser ermittelt werden.In an advantageous embodiment, the emission of nitrogen oxides is determined as a function of a crank angle range which includes top dead center. As a result, the emission of nitrogen oxides can be determined more precisely.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Wärmefreisetzungsrate eines Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel ermittelt. Eine adiabate Verbrennungstemperatur des Kraftstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum wird in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel ermittelt. Die Emission von Stickoxiden wird in Abhängigkeit von der ermittelten Wärmefreisetzungsrate, in Abhängigkeit von der adiabaten Verbrennungstemperatur, in Abhängigkeit von dem Volumen, insbesondere in Abhängigkeit von dem Faktor, ermittelt.In an advantageous embodiment, a heat release rate of a fuel-air mixture in the combustion chamber is determined as a function of the crank angle. An adiabatic combustion temperature of the fuel-air mixture in the combustion chamber is determined as a function of the crank angle. The emission of nitrogen oxides is dependent on the determined heat release rate, depending from the adiabatic combustion temperature, as a function of the volume, in particular as a function of the factor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform bestimmt sich die Emission der Stickoxide gemäßwobei K1* eine aus einem Kennfeld ermittelte Größe darstellt, wobei K4 eine applizierte Größe darstellt, und wobei K3 eine applizierte Größe darstellt.In an advantageous embodiment, the emission of the nitrogen oxides is determined according to where K1 * represents a size determined from a map, where K4 represents an applied size, and K3 represents an applied size.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von Ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features alone or in any combination form the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Ansicht eine Brennkraftmaschine
Jeder Brennraum
Das Abgassystem
Das Ansaugsystem
Weitere Betriebsparameter, die das Einspritzsystem betreffen, umfassen zumindest Einspritzmuster, einen Zeitablauf von Einspritzungen, eine Anzahl von Einspritzungen, eine Brennstoffmasse, und einen Brennstoffdruck.Other operating parameters pertaining to the injection system include at least injection patterns, a timing of injections, a number of injections, a fuel mass, and a fuel pressure.
Eine Verwirbelung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Sinne der Zylinderladung wird von der Bewegung der Masse innerhalb des Brennraums
Verwirbelungen in im Sinne von Squish-Verwirbelungen, die am oberen Totpunkt auftreten, können beispielsweise durch eine Squish-Geschwindigkeit vsquish vereinfacht dargestellt werden. Diese Geschwindigkeit vsquish ist proportional zu der Bewegungsgeschwindigkeit vpiston des Kolbens
Eine Emission von Stickoxiden für einen Verbrennungszyklus beim Betrieb der Brennkraftmaschine
Die Emission mNO von Stickoxiden wird gemäß der Gleichung 2 durch eine Integration über einem Kurbelwinkelbereich, der von einem ersten Kurbelwinkel bis zu einem zweiten Kurbelwinkel reicht, durchgeführt. Der Kurbelwinkelbereich kann den oberen Zünd-Totpunkt umfassen. The emission m NO of nitrogen oxides is performed according to the equation 2 by integration over a crank angle range ranging from a first crank angle to a second crank angle. The crank angle range may include the upper ignition dead center.
Die Emission mNO von Stickoxiden wird auch als Masse von Stickoxiden bezeichnet, wobei Stickoxide eine Anzahl von Oxiden des Stickstoffs umfasst. Die Größe K1* wird aus einem Kennfeld in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl und in Abhängigkeit von einer Motorlast ermittelt.The emission m NO of nitrogen oxides is also referred to as the mass of nitrogen oxides, nitrogen oxides comprising a number of oxides of nitrogen. The variable K1 * is determined from a map as a function of an engine speed and as a function of an engine load.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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