DE4324312C2 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in einem Magergemisch-Verbrennungsbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in einem Magergemisch- Verbrennungsbereich.

In den letzten Jahren wurde der Erfordernis genügt, zum Verbessern des Brennstoffverbrauchs ein Kraftfahrzeug mit einem Gemisch mit einem Luft/Brennstoff-Verhältnis zu betreiben, das auf die magere Seite des stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses eingestellt ist.

Für Brennkraftmaschinen ist ein Luft/Brennstoff-Verhältnis- Regler wie ein in der JP-OS 62-162742 beschriebener bekannt. Der Luft/Brennstoff-Verhältnis-Regler ermittelt zunächst eine Maschinenbelastung. Falls die Maschine in einem vorbestimmten Übergangszustand ist, wird die Rückführungsregelung entsprechend dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis ausgeführt. Falls die Maschine in einem Normalzustand läuft, wird das Ausmaß der Brennstoffzufuhr entsprechend dem Luft/Brennstoff-Verhältnis geregelt, das auf die magere Seite des stöchiometrischen Verhältnisses eingestellt ist. Stromauf eines Dreiwege- Katalysators in dem Auspuffsystem der Maschine ist ein Luft/Brennstoff-Verhältnissensor angebracht. Das auf die magere Seite des stöchiometrischen Verhältnisses eingestellte Luft/Brennstoff-Verhältnis wird entsprechend dem Ausgangssignal des Sensors derart geregelt, daß es sich einem Soll-Verhältnis annähert.

Es ist bekannt, daß in einer Maschine Drehmomentschwankungen auftreten, sobald das Luft/Brennstoff-Verhältnis größer wird (siehe Fig. 8). Zum Vermeiden von Drehmomentschwankungen sollte das Luft/Brennstoff-Verhältnis unterhalb eines bestimmten Wertes in dem Magergemisch-Verbrennungsbereich eingestellt werden. Drehmomentkennlinien gemäß Fig. 9 sind eine Eigenheit einer Maschine oder der Umgebung, in der die Maschine betrieben wird, und die obere Grenze des Luft/Brennstoff-Verhältnisses in dem Magergemisch- Verbrennungsbereichs ändert sich mit der Maschine oder den Betriebsbedingungen. Infolgedessen müßte die obere Grenze des Luft/Brennstoff-Verhältnisses in dem Magergemisch Verbrennungsbereich für eine jede Maschine oder eine bestimmte Betriebungsumgebung eingestellt werden, wobei das Soll-Verhältnis unter Berücksichtigung eines bestimmten Sicherheitsfaktors einzustellen wäre.

Das auf diese Weise mit dem Sicherheitsfaktor eingestellte Luft/Brennstoff-Verhältnis ergibt jedoch ein Problem insofern, als der Brennstoffverbrauch verschlechtert ist oder der NO_X-Ausstoß erhöht ist. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß die Grenze der Drehmomentschwankungen ermittelt wird und dann der Magergemisch-Verbrennungsbereich durch ein Soll-Luft/Brennstoff-Verhältnis begrenzt wird, welches auf einen Wert angesetzt wird, der niedriger als das Verhältnis ist, bei dem das Drehmoment schwankt. Es gibt jedoch keinen wirkungsvollen Weg zum Ermitteln von Drehmomentschwankungen, was es schwierig macht, die Maschine nahe an der oberen Grenze des Magergemisch- Verbrennungsbereichs zu regeln.

Aus der Druckschrift DT 24 43 413 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Ionenströme im Brennraum der Brennkraftmaschine zur Erfassung eines Ist-Wertes für das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine erfaßt und mit einem Sollwert verglichen werden. Anschließend wird das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der festgestellten Abweichung über ein Stellglied geändert. Durch Messung des Ionenstroms kann insbesondere die Änderung des Mischungsverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches beeinflußt werden.

Die Druckschrift DT 24 49 836 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung des Mischungsverhältnisses des Luft/Brennstoff- Gemisches, bei dem ein Absolutwert der integrierten Ionenströme als ein Maß für eine wachsende Luftzahl erfaßt wird. Die durch diese Erfassung gewonnenen Werte werden dann für die Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses verwendet. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren besteht auch die Möglichkeit, einen zeitlichen Abstand vom Zündzeitpunkt bis zum Beginn des auftretenden Ionenstroms, zu messen und auf dieser Grundlage das Luft/Brennstoff- Verhältnisses einzustellen.

Aus der Druckschrift DE 38 33 465 A1 ist des weiteren ein Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die zylinderselektive Streuung eines Flammenankunftwinkels ermittelt und mit einem kennfeldspezifischen Sollwert verglichen wird, um anschließend aufgrund der Abweichung vom Sollwert des Luft- Brennstoff-Verhältnisses Zylinder selektiv zu regeln.

Aus dem Artikel "Magerkonzepte - eine Alternative zum Dreiwegkatalysator ?" Menne, R.J. Königs, M, MTZ 49 (1988) 10, Seiten 421-427 ist schließlich ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in einem Magergemisch- Verbrennungsbereich bekannt, bei dem die momentane Laufunruhe des Motors mit einer hohen Abtastfrequenz ermittelt und die gemessene Winkelbeschleunigung dem jeweils während des Abtastintervalls befeuerten Zylinder zugeordnet wird. Der Vergleich mit den in einem Kennfeld abgespeicherten drehzahl- und lastabhängigen Sollwerten erzeugt einen zylinderbezogenen Korrekturwert, mit dem sich ein für die Einhaltung einer vorgegebenen Laufunruhe erforderliche zylinderindividuelle Einspritzdauer errechnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Lösungsalternative zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in einem Magergemisch- Verbrennungsbereich anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß der Erfindung wird der Magergemisch-Grenzwert folgendermaßen erfaßt: Unmittelbar nach der Zündung wird ein Kennwert des in einem Zylinder einer Maschine fließenden Ionenstroms gemessen und es wird der Kennwert des Ionenstroms mit einem vorbestimmten Bezugskennwert verglichen, wobei der Magergemisch-Grenzwert erfaßt wird, wenn der Kennwert des Ionenstroms von dem vorbestimmten Bezugskennwert abweicht. In diesem Fall ist der Kennwert des Ionenstroms vorzugsweise die Gesamtdauer des Zeitabschnitts, in welchem der Ionenstrom über dem vorbestimmten Bezugspegel liegt, oder des Zeitabschnitts von der Zündung bis zu dem letzten Punkt, an dem der Ionenstrom über dem vorbestimmten Bezugspegel liegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm von Steuerschritten zum Betreiben der Brennkraftmaschine

Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die einen sich mit dem Kurbelwinkel ändernden Zusammenhang zwischen einem Verbrennungsdruck und einem Ionenstrom zeigt.

Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einem Ionenstrom und dem Kurbelwinkel in dem Fall zeigt, daß die Verbrennung einerseits normal und andererseits ungleichmäßig ist.

Fig. 5 zeigt eine Brennzeitdauer bei einem Schritt 51 bei einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 6 zeigt eine Brennzeitdauer bei einem Schritt 51′ bei einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte zum Regeln der einzuspritzenden Brennstoffmenge durch Erfassen eines Magergemisch-Grenzwertes zeigt.

Fig. 8 ist eine grafische Darstellung eines Zusammenhangs zwischen Drehmomentschwankungen und Luft/Brennstoff-Verhältnissen.

Fig. 9 ist eine grafische Darstellung, die die Streuung von Grenzwerten des Magergemisch- Verbrennungsbereichs bei einem herkömmlichen System zeigt.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Kraftfahrzeugmaschine 100 mit vier Zylindern, in deren Ansaugsystem 1 eine Drosselklappe 2 angebracht ist, die durch Betätigen eines (nicht gezeigten) Fahrpedals öffnet und schließt. Stromab der Drosselklappe 2 ist ein Druckausgleichsbehälter 3 angeordnet. In dem Ansaugsystem 1 ist über den Druckausgleichsbehälter 3 ein Ansaugverteiler 4 angeschlossen. Ein Brennstoffeinspritzventil 5 ist nahe an demjenigen Ende des Ansaugverteilers 4 angebracht, das über ein Einlaßventil 10a mit einem Zylinder 10 verbunden ist. Das Brennstoffeinspritzventil 5 ist durch eine elektronische Steuereinheit 6 zum Einspritzen von Brennstoff in jeden der Zylinder unabhängig von den anderen steuerbar. In einem Auspuffsystem 20 ist ein Magergemischsensor 21, d. h., ein Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor zum Messen der Konzentration von Sauerstoff im Abgas stromauf eines Dreiwegekatalysators 22 angebracht, der in einem Auspuffrohr angebracht ist, das sich zu einem (nicht gezeigten) Schalldämpfer bzw. Auspufftopf erstreckt. Der Magergemischsensor 21 hat nahezu die gleiche Gestaltung wie ein herkömmlicher O₂-Sensor. Wenn an die Elektroden des Magergemischsensors, die seitens der Umgebungsluft und seitens der Abgase angebracht sind, eine vorbestimmte Spannung angelegt wird, ergibt der Sensor einen Strom in Übereinstimmung mit der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas, wenn sich das Luft/Brennstoff-Verhältnis während der Rückführungsregelung über den Magergemisch- Verbrennungsbereich von dem stöchiometrischen Verhältnis weg ändert.

Die elektronische Steuereinheit 6 ist mit einem A/D-Umsetzer ausgestattet und enthält einen Mikrocomputer mit einer Zentraleinheit 7, einem Speicher 8, einer Eingabeschnittstelle 9 und einer Ausgabeschnittstelle 11. In die Eingabeschnittstelle 9 werden folgende Signale eingegeben: Ein Ansaugdrucksignal a aus einem Ansaugdrucksensor 13 für das Messen des Drucks in dem Druckausgleichbehälter 3, ein Maschinendrehzahlsignal b aus einem Maschinendrehzahlsensor 14 zum Erfassen der Maschinendrehzahl N_E ein Fahrgeschwindigkeitssignal c aus einem Fahrgeschwindigkeitssensor 15 für das Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Leerlaufsignal d aus einem Leerlaufschalter 16 für das Ermitteln, ob die Drosselklappe 2 geöffnet ist oder nicht, ein Kühlmitteltemperatursignal e aus einem Kühlmitteltemperatursensor 17 für das Erfassen der Temperatur des Kühlmittels der Maschine und ein Stromsignal h aus dem vorstehend genannten Magergemischsensor 21. Andererseits werden von der Ausgabeschnittstelle 11 folgende Signale abgegeben: Ein Brennstoffeinspritzsignal f zu dem Brennstoffeinspritzventil 5 und ein Zündimpulssignal g für eine Zündkerze 18. An die Zündkerze 18 ist eine Vorspannungsquelle 24 zum Messen des durch eine Hochspannungsdiode 23 fließenden Ionenstroms angeschlossen. Bei dieser Erfindung kann irgendeine bekannte Schaltung mit der Vorspannungsquelle für das Messen des Ionenstroms und irgendein bekanntes Verfahren zum Messen des Stroms verwendet werden, wie es in "Motortechnische Zeitschrift", Jahrgang 51, Nr. 3, März 1990, Seiten 118 bis 122 beschrieben ist.

Die elektronische Steuereinheit 6 nimmt das von dem Einlaßdrucksensor 13 abgegebene Einlaßdrucksignal a und das von dem Maschinendrehzahlsensor 14 abgegebene Maschinendrehzahlsignal b auf und korrigiert eine Grund- Zeitdauer für die Brennstoffeinspritzung mit entsprechend den Maschinenzuständen bestimmten verschiedenen Korrekturkoeffizienten, um dadurch eine Zeitdauer für das Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 5, d. h., eine Einschaltzeitdauer T zu bestimmen, während der die Einspritzvorrichtung betätigt wird. Die elektronische Steuereinheit 6 steuert dann entsprechend der auf diese Weise bestimmten Einschaltzeitdauer T das Brennstoffeinspritzventil 5 zum Einspritzen von Brennstoff in das Ansaugsystem 1, wodurch der Maschine entsprechend der Maschinenbelastung die zweckmäßige Brennstoffmenge zugeführt wird. In der Steuereinheit 6 ist ein Programm für das Ausführen der vorangehend genannten Schritte enthalten. Entsprechend dem Programm wird unmittelbar nach der Zündung der Ionenstrom in einem Zylinder mit einem vorbestimmten Bezugspegel verglichen und es wird die Zeitdauer gemessen, während der der Ionenstrom über dem vorbestimmten Bezugspegel liegt, wobei der Magergemisch-Grenzwert erfaßt wird, wenn die gemessene Zeitdauer über einem vorbestimmten Wert liegt.

Das Programm für das Erfassen des Magergemisch-Grenzwertes ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, in der das Programm zum Berechnen einer effektiven Brennstoffeinspritzdauer TAU unter Berücksichtigung verschiedener Korrekturkoeffizienten und zum Berechnen der Einschaltdauer T für das Betätigen der Einspritzvorrichtung nicht dargestellt ist, da für diesen Zweck irgendein herkömmliches Programm angewandt werden kann. Das Wählen zwischen der Rückführungsregelung für das Betreiben der Maschine nahe an dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis und der Regelung in dem Magergemisch-Verbrennungsbereich erfolgt aufgrund der Maschinendrehzahl, der Maschinenbelastung, der Kühlmitteltemperatur und so weiter. Außer bei dem Anlassen der Maschine oder dem Warmlaufen mit erhöhter Brennstoffzufuhr oder bei einem Übergangszustand während des Beschleunigens der Maschine wird die Maschine während eines normalen gleichmäßigen Antriebszustands in dem Magergemisch- Verbrennungsbereich gesteuert.

Für das Erfassen des Magergemisch-Grenzwertes sind folgende Vorgänge von Bedeutung:Wenn durch die Vorspannungsquelle 24 an die Zündkerze 18 unmittelbar nach der Zündung eine Vorspannung angelegt wird, fließt im Falle der normalen Verbrennung zuerst plötzlich ein Ionenstrom, der dann abnimmt und danach wieder ansteigt, bis er einen Spitzenwert nahe an einem Kurbelwinkel erreicht, bei dem der Verbrennungsdruck der höchste ist. Obgleich sich der Ionenstromfluß entsprechend dem Zündzeitpunkt beispielsweise gemäß der Darstellung in Fig. 3 ändert, fließt der Ionenstrom zuerst schlagartig und er wird dann bis zu einem Punkt kurz vor dem Erreichen des oberen Totpunktes OT schwächer, wonach der Strom dann ansteigt, bis er einen Spitzenwert nahe an einem Kurbelwinkel erreicht, bei dem der Verbrennungsdruck der höchste ist. Im Falle einer instabilen Verbrennung bleibt gemäß Fig. 4 der Ionenstrom verhältnismäßig niedrig ohne einen merklichen Spitzenwert, da die Verbrennung in der letzten Hälfte weniger wirksam ist als die normale Verbrennung. Der Ionenstrom mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften wird in vorbestimmten Zeitabständen gemessen und zum Ermitteln des Verbrennungszustandes wird der Magergemisch-Grenzwert von der Dauer des Zeitabschnitts ausgehend erfaßt, in welchem der Ionenstrom über einem vorbestimmten Bezugspegel PIONAF bleibt.

Ein Prozeß zum Erfassen des Magergemisch-Grenzwertes wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Bei einem Schritt 51 wird von den in vorbestimmten Zeitabständen nach der Zündung gemessenen Werten bzw. Daten MADCx für den Ionenstrom die Anzahl derjenigen Daten gezählt, die über dem vorbestimmten Bezugspegel PIONAF liegen. Wenn gemäß Fig. 5 die Zeitdauer, während der der Ionenstrom MADCx über dem vorbestimmten Bezugspegel PIONAF liegt, aus einem ersten und einem zweiten Zeitabschnitt a und b besteht, wird die Gesamtanzahl der der Analog/Digital-Umsetzung unterzogenen Daten bzw. Ionenstromwerte in beiden Zeitabschnitten a und b berechnet. Die A/D-Umsetzung für den Ionenstrom MADCx beginnt an dem oberen Totpunkt OT mit einer Periode, die entsprechend der Maschinendrehzahl eingestellt ist, und die umgesetzten Werte des Ionenstroms MADCx werden in einem Schreib/Lesespeicher des Speichers 8 gespeichert. Die A/D- Umsetzung erfolgt nur innerhalb eines Zeitabschnitts von der Zündung bis zu einem vorbestimmten Kurbelwinkel von beispielsweise 80° und wird danach nicht weiter ausgeführt. Aus der berechneten Anzahl der Daten wird dann eine Brenndauer NIONAF berechnet. Die Brenndauer NIONAF ist ein Produkt, das durch Multiplizieren der vorstehend genannten berechneten Gesamtanzahl der Daten mit der bekannten Periode der A/D-Umsetzung, z. B. 2,5° Kurbelwinkel erhalten wird.

Bei einem Schritt 52 wird zum Erhalten einer geglätteten bzw. gemittelten Brenndauer NAFAVn die berechnete Brenndauer NIONAF gemäß folgender Gleichung geglättet:

NAFAVn = NAFAV(n - 1) + (NIONAFn - NAFAV(n - 1)/32 (1).

Wenn bei einem Schritt 53 ein Wert, der durch Subtrahieren der gemäß der Gleichung (1) geglätteten Brenndauer NAFAVn von der gegenwärtigen Brenndauer NIONAFn erhalten wird, über einem vorbestimmten Bezugswert OVOPNAF für die Brenndauer zum Erfassen des Magergemisch-Grenzwertes liegt, wird der Zustand als Magergemisch-Grenzwert bewertet.

Auf diese Weise kann der Magergemisch-Grenzwert bei jeder Zündung und in jedem Zylinder erfaßt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Schritt 51 wird die Brenndauer NIONAF gemessen, während der der Ionenstrom MADCx über dem vorbestimmten Bezugspegel PIONAF bleibt. Alternativ kann bei einem Schritt 51′ eine Brenndauer CNIONAF dadurch gemessen werden, daß gemäß Fig. 6 ein Zeitabschnitt c von der Zündung bis zu einem Endpunkt gemessen wird, bis zu dem der Ionenstrom MADCx über dem vorbestimmten Bezugspegel PIONAF bleibt. In diesem Fall wird die Zeitdauer, während der der Ionenstrom MADCx der A/D-Umsetzung unterzogen wird, gleichfalls durch einen Kurbelwinkel von beispielsweise 80° begrenzt, wobei innerhalb dieser Zeit der letzte Punkt, an welchem der Ionenstrom MADCx über dem vorbestimmten Bezugspegel PIONAF liegt, als der vorstehend genannte Endpunkt angesetzt wird.

Durch Korrigieren der einzuspritzenden Brennstoffmenge gemäß dem nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erfaßten Magergemisch-Grenzwert ist es möglich, die Maschine fortgesetzt unter guten Bedingungen mit einem in dem Magergemisch-Verbrennungsbereich eingestellten Luft/ Brennstoff-Verhältnis zu betreiben.

Unter Bezugnahme auf das in Fig. 7 gezeigte Ablaufdiagramm wird nun der Prozeß zum Erhöhen der einzuspritzenden Brennstoffmenge entsprechend dem erfaßten Magergemisch- Grenzwert beschrieben. Zuerst wird bei einem Schritt 61 durch ein von einem nicht gezeigten Nockenstellungssensor abgegebenes Zylinderunterscheidungssignal ermittelt, ob der gerade geprüfte Zylinder der erste Zylinder ist. Wenn ermittelt wird, daß der gerade geprüfte Zylinder der erste Zylinder ist, schreitet die Steuerung zu einem Schritt 62 weiter. Falls es nicht der erste Zylinder ist, folgt der Prozeß für den zweiten, den dritten oder den vierten Zylinder. Für diese Zylinder wird der Prozeß nicht erläutert, da er der gleiche ist wie bei dem vorstehend genannten ersten Zylinder. Danach wird bei dem Schritt 62 ermittelt, ob der Magergemisch-Grenzwert erfaßt wird oder nicht. Falls ermittelt wird, daß der Magergemisch-Grenzwert erreicht worden ist, schreitet die Steuerung zu einem Schritt 63 weiter. Andernfalls schreitet die Steuerung zu einem Schritt 64 weiter. Bei dem Schritt 63 wird ein Korrekturkoeffizient FTAULN1 für die Brennstoffeinspritzung nach der nachstehenden Gleichung (6) berechnet, in welcher der gegenwärtige Korrekturkoeffizient FTAULN1n für die Brennstoffeinspritzung dadurch berechnet wird, daß für die Korrektur an der Magergemischgrenze zu dem Korrekturkoeffizienten FTAULNn-1 eine Größe KTAULN1A addiert wird.

FTAULN1n = FTAULN-1 + KTAULN1A (6).

Bei dem Schritt 64 wird ein Korrekturkoeffizient FTAULN1 für die Brennstoffeinspritzung gemäß der nachstehenden Gleichung (7) berechnet, bei der der gegenwärtige Korrekturkoeffizient FTAULN1n für die Brennstoffeinspritzung dadurch erhalten wird, daß von dem vorangehenden Korrekturkoeffizienten FTAULNn-1 für die Brennstoffeinspritzung eine Größe KTAULN1D zur Korrektur subtrahiert wird, bis in dem Magergemisch- Verbrennungsbereich die obere Grenze des Luft/Brennstoff- Verhältnisses erreicht ist.

FTAULN1n = FTAULNn-1 - KTAULN1D (7).

Bei einem Schritt 65 wird für den ersten Zylinder eine effektive Brennstoffeinspritzdauer TAU1 nach der nachstehenden Gleichung (8) berechnet, in welcher FAULN1 ein berechneter Korrekturkoeffizient für die Brennstoffeinspritzung ist und TAUBSE1 ein Parameter ist, der durch Multiplizieren einer Grund- Brennstoffeinspritzdauer TP mit zum Zeitpunkt der Berechnung erforderlichen verschiedenen Korrekturkoeffizienten erhalten wird.

TAU1 = TAUBSE1 × FAULN1 (8).

Auf diese Weise wird während des Betreibens der Maschine in dem Magergemisch-Verbrennungsbereich der Ionenstrom bei jeder Zündung in einem jeden Zylinder gemessen und der Magergemisch-Grenzwert wird entsprechend der mittels des Ionenstroms festgestellten Brenndauer NIONAF ermittelt. In diesem Fall schreitet die Steuerung in Schritten 51 → 52 → 53 weiter, so daß der geglättete Wert NAFAVn für die gegenwärtige Brenndauer von der gegenwärtigen Brenndauer NIONAFn subtrahiert wird, um dadurch zu ermitteln, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnis den Magergemisch-Grenzwert erreicht hat oder nicht. D.h., gemäß der Darstellung in Fig. 4 ändert sich der Ionenstrom bei der instabilen Verbrennung ohne derart merkliche Spitzenwerte wie bei der normalen Verbrennung, so daß die Brenndauer NIONAF bei der instabilen Verbrennung länger wird als bei der normalen Verbrennung. Wenn der Magergemisch-Grenzwert erfaßt worden ist, schreitet die Steuerung zu dem Schritt 61 weiter, um die einzuspritzende Brennstoffmenge zu korrigieren. Falls es der erste Zylinder ist, in welchem ermittelt wird, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis an der Obergrenze des Magergemisch-Verbrennungsbereichs liegt, schreitet die Steuerung in den Schritten 61 → 62 → 63 → 65 weiter, so daß in dem ersten Zylinder die einzuspritzende Brennstoffmenge zu einer Erhöhung korrigiert wird. Falls danach ermittelt wird, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis in dem ersten Zylinder niedriger als die Obergrenze des Magergemisch- Verbrennungsbereichs ist, schreitet die Steuerung in den Schritten 61 → 62 → 64 → 65 weiter, so daß die einzuspritzende Brennstoffmenge zu einer Verringerung korrigiert wird und sich das Luft/Brennstoff-Verhältnis vom fetten Gemisch zu dem mageren Gemisch hin ändert.

Auf diese Weise kann der Magergemisch-Grenzwert bei jeglicher Zündung erfaßt werden und die einzuspritzende Brennstoffmenge kann bei jedem Zylinder der Maschine entsprechend dem erfaßten Magergemisch-Grenzwert korrigiert werden, wodurch es ermöglicht ist, irgendeine Änderung des Betriebszustands oder irgendeiner Art von Maschine zu genügen. Daher wird es möglich, eine Maschine fortgesetzt mit einem Luft/Brennstoff-Verhältnis zu betreiben, das auf zufriedenstellende Weise nahe an die Obergrenze des Magergemisch-Verbrennungsbereichs selbst dann, eingestellt ist, wenn sich die Grenze ändert. Dies trägt zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs bei. Außerdem werden Drehmomentänderungen verhindert, was eine Verbesserung des Fahrverhaltens und der Emissionen ergibt.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Erfindung bei einer Maschine mit einer Vielzahl von Zylindern angewandt werden, die durch gleichzeitige Brennstoffeinspritzung gesteuert werden.

Claims (1)

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in einem Magergernisch-Verbrennungsbereich, bei dem

   • a) ein Kennwert eines in einem Zylinder der Maschine unmittelbar nach dem Zünden fließenden Ionenstroms gemessen wird, wobei der Kennwert für den Ionenstrom entweder die Summe der Zeitabschnitte (a, b) ist, in welchen der Ionenstrom jeweils über einem vorbestimmten Bezugspegel (PIONAF) liegt, oder die Zeitdauer (c) von der Zündung bis zu einem letzten Punkt ist, an dem der Ionenstrom über dem vorbestimmten Bezugspegel (PIONAF) liegt,
   • b) der Kennwert für den Ionenstrom mit einem vorbestimmten Bezugskennwert verglichen wird und
   • c) entsprechend dem Vergleichsergebnis das Luft/Brennstoff- Verhältnis nahe an der Obergrenze des Magergemisch- Verbrennungsbereichs eingestellt wird, an der die Drehmomentschwankung der Maschine noch zulässig ist.