Nomenklatur - im ZESS

2.2 Der Kraftstoffpfad
Somit muß über neue Lasterfassungskonzepte in Verbindung mit neuen Sensoren nachgedacht
werden. Dies ist der Ansatzpunkt dieser Arbeit. Die Luftmasse wird im Zylinder bestimmt, da
sie dort als prozeßkritische Größe auftritt.
2.2 Der Kraftstoffpfad
Ist die exakte Luftmasse im Zylinder bekannt, dann muß die passende Menge Kraftstoff eingespritzt
werden, um bei der nachfolgenden Verbrennung und beim Ausschieben des verbrannten
Gases ein definiertes Gemisch für den optimalen Wirkungsgrad des Katalysators
einzustellen. Bei den aktuellen Ottomotoren mit 3-Wege Katalysator ist dies ein stöchiometrisches
Verhältnis, so daß gleichviel Anteile Luft- und Kraftstoff zur Verbrennung zur Verfü-
P����
gung stehen. Dies wird durch die normierte Variable λ=
= 1 ausgedrückt. Her-
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kömmliche Magermotoren arbeiten bei einem λ von 1.3-1.4. Direkteinspritzende Ottomotoren
werden teilweise mit λ >3 betrieben.
'LH :DQGILOPG\QDPLN
Der komplette eingespritzte Kraftstoff gelangt jedoch nicht sofort und vollständig in den Zylinder,
sondern ein Teil davon benetzt das Saugrohr und die Ventiltulpe und dampft zeitabhängig
wieder ab (siehe Wandfilm Abbildung {2.1}). Dieses dynamische System Wandfilm
muß beim Einspritzvorgang berücksichtigt werden. In stationären Betriebspunkten entspricht
die eingespritzte Kraftstoffmenge der Kraftstoffmenge, die in den Zylinder gelangt, da das
System eingeschwungen ist. Instationär muß allerdings bei einem positiven Lastsprung mehr
und bei einem negativen weniger eingespritzt werden, als für ein stöchiometrisches Verhältnis
im Zylinder notwendig wäre.
2.2.1.1 Die Saugrohreinspritzung
Das dynamische System Wandfilm kann am Motor folgendermaßen identifiziert werden.
Durch eine Modulation der Einspritzzeit bei konstanter Luftmasse wird der Wandfilm angeregt.
Mit der Verbrennung als idealem Abtaster, der bei einem 1-Zylinder Motor einmal pro
Arbeitsspiel über die Lambdasonde einen Wert über die Gemischzusammensetzung liefert,
kann mit der modulierten Einspritzmenge als Eingangsfolge und dem Lambdawert als Ausgangsfolge
eine Identifikation durchgeführt werden. Hierzu muß die Dynamik der
Lambdasonde und die Totzeit des Abgastransports vom Auslaßventil zur Lambdasonde berücksichtigt
werden. Gegenüber einer Anregung des Wandfilms über den Drosselklappenwinkel,
die über die Motorsteuerung wieder in einer Einspritzmengenänderung resultiert, hat obiges
Verfahren den Vorteil, daß im dynamischen Übergang die Luftmasse nicht bestimmt werden
muß, da sie konstant bleibt. Als bekanntestes Wandfilmmodell ist das von [Aquino, 1981]
zu nennen, das den Kraftstoffpfad in zwei Teilpfade aufteilt. Ein Teil (1-X) des eingespritzten
Kraftstoffs gelangt direkt in den Zylinder, während der andere Teil X in den Wandfilm über-
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