Verfahren zum Regeln von Luftsvstemzuständen in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln von Luftsvstemzuständen in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine.

Stand der Technik

Bei Brennkraftmaschinen sind unterschiedliche Verbrennungsverfahren bekannt. Die hier vorgestellte Erfindung befasst sich im Wesentlichen mit der Steuerung und Regelung des sogenannten HCCI-Brennverfahrens für Ottomotoren (Homo- geneous Charge Compression Ignition: homogenes Selbstzündungsverfahren, auch gasoline HCCI oder Controlled Auto Ignition - CAI genannt). Mit HCCI wird ein Magerbrennverfahren bezeichnet, welches zum Ziel hat, eine signifikante Verbrauchsreduktion von 10-15% Kraftstoff im Kfz (durch Entdrosseln des Motorbetriebs und eine thermodynamisch günstige Verbrennung) ohne signifikante Stickoxid-Rohemissionen darzustellen (der 3-Wege Katalysator wirkt im Magerbetrieb nicht stickstoffreduzierend) und somit auch keine zusätzlichen Kosten für Abgasnachbehandlung in Kauf nehmen zu müssen.

Da der Ottokraftstoff und das Verdichtungsverhältnis eines Ottomotors so ausgelegt sind, dass Selbstzündungen (Klopfen) möglichst vermieden werden, muss die für das HCCI Verfahren nötige thermische Energie anderweitig bereitgestellt werden. Dies kann auf verschiedene Weisen, wie z.B. Rückhalten oder Rücksaugen des heißen internen Restgases oder Heizen der Frischluft, geschehen. Die Durchführung eines HCCI-Brennverfahrens erfordert eine Anzahl von Funktionalitäten der Brennkraftmaschine, insbesondere eine Direkteinspritzung, einen (teil-)variablen Ventiltrieb (z.B. Phasenverstellbarkeit und 2-Punkt Hub) sowie eine Rückmeldung von der Verbrennung (z.B. Brennraumdruck, Körperschall, lo- nenstrom, hochaufgelöstes Drehzahlsignal, etc.).

Einen wichtigen Aspekt stellt in diesem Zusammenhang die Motorsteuerung dar, welche um spezielle Funktionen sowohl für die stationäre Steuerung und Regelung der HCCI-Verbrennung als auch für die dynamische Steuerung und Regelung (Lastwechsel und Betriebsartenumschaltungen) erweitert werden muss. Die Aufgabe der stationären Steuerung und Regelung besteht im Einhalten/Einstellen des Betriebspunktes, der Zylindergleichstellung sowie der Kompensation von Umwelteinflüssen. Die Aufgabe der dynamischen Steuerung und Regelung besteht darin, möglichst schnelle Lastwechsel zu ermöglichen und dabei weder klopfende noch aussetzende Verbrennungen zuzulassen.

Das HCCI-Brennverfahren erfordert eine sorgfältige Abstimmung zwischen Steuerung und Regelung der Verbrennung selbst sowie der Luftsystemzustände im Saugrohr, um die beschriebenen Verbrauchsvorteile bei gleichzeitig akzeptablen Schadstoffemissionen zu erzielen.

Ein entsprechendes Regelungsverfahren wird in der von der Anmelderin am selben Tag eingereichten Anmeldung "Verfahren zum Regeln einer HCCI- Verbrennung in einem Reaktor einer Brennkraftmaschine" beschrieben, auf de- ren Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird und der hier als offenbart angesehen wird. In dieser Anmeldung wird ein Regelungsverfahren für eine HCCI- Verbrennung beschrieben, das als Erfindungsausgangspunkt dienen kann und auf das die vorliegende Erfindung zur Optimierung aufsetzen kann. Insbesondere im dynamischen HCCI-Betrieb (z.B. Lastwechsel) kommt es zu einem kurzzeiti- gen Auftreten suboptimaler Betriebsphasen, da die Stelleingriffe hardwarebedingt jeweils einem unterschiedlichen Verzögerungsverhalten unterworfen sind. Dies rührt u.a. daher, dass die Luftsystemzustände der Saugrohrdynamik folgen und die Phasensteiler Totzeiten unterliegen sowie ratenbegrenzt sind. Ähnliche Probleme liegen bei Verfahrensumschaltungen vor, beispielsweise von einem HCCI-Verfahren zu einem Sl-Verfahren ("spark ignition" - Fremdzündung) und umgekehrt. Ein entsprechendes Umschaltverfahren wird in der von der Anmelderin am selben Tag eingereichten Anmeldung "Verfahren zum Umschalten zwischen einer HCCI-Verbrennung und einer Sl-Verbrennung in einem Reaktor einer Brennkraftmaschine" beschrieben, auf deren Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird und der hier als offenbart angesehen wird. In dieser Anmeldung wird ein Umschaltverfahren beschrieben, das als Erfindungsausgangspunkt dienen kann und auf das die vorliegende Erfindung zur Optimierung aufsetzen kann. Bei einem HCCI-zu-SI-Übergang ist es nämlich einerseits notwendig, das interne

Restgas möglichst schnell auszustoßen, idealerweise binnen eines Ausstoßvorgangs, andererseits aber zu verhindern, dass das Luft-Kraftstoffgemisch massiv abmagert, wenn das durch den Restgasausstoß freiwerdende Brennraumvolumen mit Frischluft gefüllt wird.

Somit ist es wünschenswert, die Luftsystemzustände im Saugrohr so zu regeln, dass möglichst keine aussetzenden oder klopfenden Verbrennungen im Reaktor der Brennkraftmaschine auftreten. Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung basiert wesentlich auf der Erkenntnis, dass aufgrund einer hohen Sensitivität der HCCI-Verbrennung bzgl. der Luftsystemzustände im Saugrohr die Gesamtdynamik des Systems entscheidend von einer zeitoptimalen Steuerung und Regelung dieser Luftsystemzustände abhängt. Die Erfindung bedient sich dabei eines, beispielsweise modellbasierten, Ansatzes, bei dem Stellgrößenbegrenzungen berücksichtigt werden. Die Erfindung liefert damit einen wichtigen Beitrag zum Erhalt der stationär ermittelten Verbrauchsvorteile und stellt in Korn- bination mit einer entsprechenden Steuerung und Regelung der Verbrennung selbst eine maximale Momentendynamik sicher, ohne dass dies zu Klopfern oder Aussetzern führt. Zweckmäßigerweise umfasst die wenigstens eine Stellgrößenbegrenzung eine maximal und/oder minimal durchführbare Änderung der Stellgröße pro Zeiteinheit durch den Aktor und/oder einen maximal und/oder minimal bereitstellbaren Wert der Stellgröße durch den Aktor. Beispielsweise weisen Ventile maximal einnehmbare Grenzzustände auf und auch die Ventildynamik ist bestimmten Träg- heiten unterworfen. In der Folge pflanzen sich Stellbefehle nicht unmittelbar fort.

Durch Berücksichtigung des realen Verhaltens der Aktoren kann die Regelung verbessert werden.

Vorteilhafterweise wird auf Grundlage der berücksichtigten Stellgrößenbeschrän- kung eine maximal und/oder minimal mögliche Änderungsrate des wenigstens einen Luftsystemzustands bestimmt wird. Auf Grundlage der bestimmten maximal und/oder minimal möglichen Änderungsrate des wenigstens einen Luftsystemzustands kann dann in bevorzugter Ausgestaltung die wenigstens eine Stellgröße für den Aktor bestimmt werden. Auf diese Weise wird eine Stellgröße bzw. ein Stellgrößenverlauf bestimmt, der dem tatsächlichen Verhalten des Aktors sehr nahe kommt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Regelung eines HCCI-Brennverfahrens durchgeführt. Ein entsprechendes Regelungsverfahren wird in der von der Anmelderin am selben Tag eingereichten Anmeldung "Verfahren zum Regeln einer HCCI-Verbrennung in einem Reaktor einer Brennkraftmaschine" beschrieben, auf deren Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird und der hier als erfindungswesentlich offenbart angesehen wird. Es sei klargestellt, dass sich die Erfindung nicht auf das HCCI-Verfahren beschränkt, sondern bei allen Brennverfahren angewandt werden kann, bei denen eine sprunghafte bzw. schnelle Änderung der Restgasrate im Saugrohr erforderlich ist. Dies ist bspw. beim strahlgeführten Schichtbrennverfahren der Fall. Gemäß einer ebenso bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Umschalten von einem HCCI- zu einem Sl-Brennverfahren durchgeführt. Ein entsprechendes Umschaltverfahren wird in der von der Anmelderin am selben Tag eingereichten Anmeldung "Verfahren zum Umschalten zwischen einer HCCI- Verbrennung und einer Sl-Verbrennung in einem Reaktor einer Brennkraftmaschine" beschrieben, auf deren Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird und der hier als erfindungswesentlich offenbart angesehen wird. Es sei auch hier erwähnt, dass sich die Erfindung sich nicht auf HCCI - Sl Umschaltvorgänge beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr bei allen Betriebspunktänderungen, die eine sprunghafte bzw. schnelle Änderung der Restgasrate im Saugrohr erforderlich machen, Anwendung finden.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.

Einen zentralen Aspekt bzgl. HCCI stellt die zeitoptimale Führung der Luftsystemgrößen p22 (Saugrohrdruck) und r22EG (Restgasrate im Saugrohr) dar. Dies gilt bereits im stationären HCCI-Betrieb, aber besonders im Falle einer Betriebs- artenumschaltung bspw. von Sl zu HCCI und einer Änderung der Lastanforderung (dynamischer Betrieb). Als Stellgrößen stehen mindestens die (relative) Öffnung der Drosselklappe sowie die (relative) Öffnung des AGR-Ventils zur Verfügung; für diese Stellgrößen wird das Verfahren nachfolgend exemplarisch o.E. dargestellt. Das Saugrohr sei durch folgende Differential- und algebraischen Gleichungen beschrieben:

Dabei beschreibt p einen Druck, T eine Temperatur, m eine Gasmasse, r ein Verhältnis (Restgasmasse zu Gesamtmasse), dH/dt einen Enthalpiestrom und die Indizes 22 und 3 das Saugrohrvolumen bzw. das Abgasvolumen. Mit cp und cv werden die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck bzw. konstan- tem Volumen, mit Kappa der Polytropenexponent und mit R die Gaskonstante bezeichnet.

Weiterhin werden die Drossel und das AGR-Ventil mittels der Drosselgleichung beschrieben:

Dabei ist dm/dt der Massen- und dH/dt der zugehörige Enthalpiestrom über die Drossel sowie PSI die Durchflussfunktion, welche vom Druckverhältnis pi vor und nach der Drossel und dem Polytropenexponent Kappa abhängt.

Die effektive Fläche Aeff ist variabel und wird applikativ in Abhängigkeit von einem Öffnungsprozentwert (THROp bzw. EGRvOp) ermittelt und zweckmäßigerweise in einer Kennlinie niedergelegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird Gleichung (1 ) unter Verwendung von Gleichung (7) und unter der Annahme, dass die momentanen Enthalpieströme über das AGR-Ventil und in den Motor bekannt sind, nach dm/dt_Thr, also dem Massenstrom über die Drossel, aufgelöst:

Die gewünschte Änderung des Saugrohrdrucks dp/dt_22_des erhält man aus der Regeldifferenz (p22_des - p22_act) geteilt durch den Abtastzeitschritt. Dieser entspricht in der Regel dem kleinsten sinnvollen Mittelungsintervall, d.h. bei einem Motor eine Verbrennung (4-Zylinder: 180°KW), da man die aufgrund der Einsaugprozesse auftretenden Schwingungen nicht mitregeln möchte.

Nun ist noch zu berücksichtigen, dass die Drossel und das AGR-Ventil Stellgrößenbeschränkungen unterliegen (minimal 0%, maximal 100%). Dies geschieht durch eine dynamische Ratenbegrenzung der gewünschten Änderung nach Gleichung 1 bei als gegeben angenommenen Enthalpie-/Massenströmen über das AGR-Ventil und in den Motor (dH/dt_THR_max ergibt sich bei 100%,

dH/dt_THR_min = 0 bei 0%):

Die so erhaltene Änderungsrate stellt die Zeitoptimalität sicher. ür den Strom über das AGR-Ventil ergibt sich analog:

dr/dt_22EG_des wird wiederum mittels einer dynamischen Ratenbegrenzung durch die folgenden minimalen und maximalen Werte begrenzt:

Man nutzt schließlich Gleichung 6 und die inverse Aeff(Op)-Kennlinie, um aus den so berechneten Sollmassenströmen zu kommandierende Öffnungsprozentwerte für Drosselklappe und AGR-Ventil zu berechnen. Die beiden Regler können in einfacher Ausgestaltung als SISO-Regler ausgeführt werden, d.h. ihre Kopplung wird vernachlässigt. Eine Kopplung kann beispielsweise dadurch berücksichtigt werden, dass man beide Regler um einen Berechnungszeitschritt verzögert hintereinanderschaltet, was sich in der Praxis als ausreichend erwiesen hat.

Diese Ausgestaltung des Verfahrens setzt voraus, dass man entweder alle beteiligten Massenströme, Massen, Temperaturen und Drücke mit hoher Genauigkeit und ohne Zeitverzug messen kann oder aber die entsprechenden Werte aus einem online mitlaufenden Modell von Luftsystem und Verbrennung erhält, wel- ches wiederum periodisch mit den verfügbaren Messwerten abzugleichen ist.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird eine Regelung vorgeschlagen, die auf einer stationären Schätzung der AGR-Rate im Saugrohr beruht. Dazu müssen folgende Messgrößen vorliegen: p1 (vor Drossel), p22, p3, T1 und TEGR (Temperatur des Abgases nach AGR-Kühler). Aus den Gleichungen (2) ergibt sich im stationären Fall (keine Änderung der Gasmassen) für die AGR- Rate im Saugrohr:

wobei sich die Massenströme über das AGR-Ventil und die Drossel mittels Glei- chung (6) aus den Messgrößen errechnen. Die AGR-Rate des Abgasvolumens r3 (HCCI stellt ein Magerbrennverfahren dar, d.h. r3 ist in der Regel kleiner 1 ) berechnet sich mittels des aus der Ansteuerung bekannten Kraftstoffmassenstroms in den Motor dm/dt_Fuel und dem Gasmassenstrom über die Drossel zu:

wobei AFR das stöchiometrische Luft-zu-Kraftstoffverhältnis angibt (-14,5).

Die Berechnung der Öffnungsprozentwerte für Drossel und AGR-Ventil erfolgt unter der Vorgabe des gewünschten AGR-Verhältnisses r22EG_des und einer Randbedingung. Die Randbedingung sei die Forderung, dass der Gesamtmassenstrom in das Saugrohr von einem Berechnungsschritt auf den nächsten (k-1 zu k) konstant bleibt:

Man kann auch den Saugrohrdruck (GI.1 , dp/dt_22 = 0) konstant halten und erhält einen alternativen Ausdruck für dm/dt_ges(k); ab dann ist die Rechnung i- dentisch.

Mit der gewünschten AGR-Rate erhält man für den AGR-Massenstrom bzw. den Drossel-Massenstrom im k-ten Schritt:

Man nutzt schließlich wiederum Gleichung (6), die Messgrößen und die inverse Aeff(Op)-Kennlinie, um aus den so berechneten Sollmassenströmen zu kommandierende Öffnungsprozentwerte für AGR-Ventil und Drosselklappe zu berechnen. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dem auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät.

Figur 2 zeigt den Verlauf eines Saugrohrdrucks, einer AGR-Rate, von Öffnungsprozentwerten für Drossel und AGR-Ventil, eines Brennraumdrucks und von Gasmassen im Brennraum bei einer Regelung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.

Ausführungsform(en) der Erfindung

In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 auf und ab bewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Reaktor bzw. Brennraum 4 versehen, an den über Ventile 5a und 5b ein Ansaugrohr 6 bzw. ein Abgasrohr 7 angeschlossen sind. Die Ventile 5a, 5b sind mit einem einstellbaren Ventiltrieb ausgerüstet und von einem Steuergerät 16 ansteuerbar ist. Das Ansaugrohr 6 ist mit einem Luftmassensensor 10 und das Abgasrohr 7 mit einem Lambda-Sensor 1 1 versehen. Das Ansaugrohr 6 ist mit dem Abgasrohr 7 über ein Abgasrückführventil 13 zur externen Abgasrückführung verbunden.

Zum Abgasrücksaugen kann die Ansteuerung des Einlassventils 5a derart erfolgen, dass ein Teil des Abgases durch frühes Öffnen des Einlassventils 5a zurück in das Saugrohr 6 strömt.

Zur Abgasrückhaltung, welche eine besonders bevorzugte Lösung darstellt, kann die Ansteuerung des Auslassventils 5b derart erfolgen, dass ein Teil des Abgases durch frühes Schließen des Auslassventils 5b zurückgehalten wird. Dabei wird das Einlassventil 5a spät geöffnet, um ein Ausströmen des zurückgehaltenen Abgases in das Saugrohr 6 zu verhindern.

Des Weiteren sind mit dem Brennraum 4 ein ansteuerbares Einspritzventil 8 und eine ansteuerbare Zündkerze 9 verbunden. Bei dem HCCI-Verfahren wird die

Zündkerze nicht zur Zündung des Kraftstoff/Luftgemisches im Brennraum verwendet. Stattdessen findet eine Selbstzündung statt. Die Zündkerze ist für die übrigen Betriebsarten vorgesehen. Der Brennraum weist weiterhin einen Brenn- raumdrucksensor 15 zum Messen des Brennraumdrucks auf.

Der Luftmassensensor 10 misst die Luftmasse der dem Ansaugrohr 6 zugeführten Frischluft und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Signal LM. Der Lambda- Sensor 1 1 misst den Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgasrohr 7 und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Signal Lambda λ. Des weiteren werden ein Saugrohrdruck p22 sowie eine Restgasrate r22eg bestimmt und dem Steuergerät

16 zugeführt. Die Bestimmung kann beispielsweise eine Messung umfassen. Ebenso kann die Bestimmung eine modellbasierte Berechnung, insbesondere im Steuergerät 16 selbst, umfassen. In dem Ansaugrohr 6 ist eine Drosselklappe 12 untergebracht, deren Drehstellung mittels eines Signals DK einstellbar ist. Das Abgasrückführventil 13 ist mittels eines Signals EGR ansteuerbar. Der Lambda-Sonde 1 1 ist eine Auspuffanlage (nicht gezeigt) einschließlich eines Katalysators, bspw. 3-Wege- Katalysators, nachgeschlossen.

In einer HCCI-Betriebsart mit Abgasrückhalten der Brennkraftmaschine 1 wird die Drosselklappe 12 in Abhängigkeit von der erwünschten, zugeführten Luftmasse geöffnet, um ein mageres Gemisch zu erzeugen. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 8 während der durch das frühe Schließen und späte Öffnen des Aus- und Einlassventils hervorgerufenen Zwischenverdichtung nahe dem Ladungswechsel OT (oberer Totpunkt) in den Brennraum 4 eingespritzt. Durch die im Brennraum herrschenden hohen Temperaturen kommt es zu einer schnellen Verdampfung des Kraftstoffs und dadurch zu einer sehr guten Gemischbildung im Brennraum 4. In der nachfolgenden Ansaugphase wird frische Luft in den Brennraum 4 gesaugt. Danach wird das Kraftstoff-/Luft-Gemisch während der Verdichtungsphase verdichtet, bis es durch die dabei ansteigende Temperatur selbst zündet. Durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs wird der Kolben 2 angetrieben. Durch den angetriebenen Kolben wird eine Kurbelwelle 14 in eine Drehbewegung versetzt, über die letztendlich die Räder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden.

Es versteht sich, dass eine Brennkraftmaschine mehr als einen Zylinder aufweisen kann, die derselben Kurbelwelle sowie demselben Abgasrohr zugeordnet sind und eine Abgasbank bilden.

Zur Regelung u.a. von Luftsystemzuständen ist das Steuergerät 16 vorgesehen. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 16 mit einem Mikroprozessor versehen, wobei in einem Speichermedium, insbesondere in einem Read Only Memory (ROM) ein Programm abgespeichert ist, das dazu geeignet ist, die gesamte

Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine 1 durchzuführen. Das Steuergerät (ECU) 16 ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Das Steuergerät 16 ist von Eingangssignalen beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 16 mit dem Luftmassensensor 10, dem Lambda-Sensor 1 1 usw. verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 16 u.a. mit einem Fahrpedalsensor (nicht gezeigt) verbunden. Das Steuergerät 16 erzeugt Ausgangssignale, mit denen über Aktoren das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 entsprechend der erwünschten Steuerung und/oder Regelung beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 16 mit dem Einspritzventil 8, den Ventilen 5a, 5b, der Zündkerze 9 und der Drosselklappe 12 verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.

Anhand von Figur 2 wird eine grundsätzliche Luftsystemzustandsregelstrategie erläutert. In Figur 2 sind in einem Diagramm 200 ein Saugrohrdruck p22 in Bar auf einer Ordinate 201 , in einem Diagramm 300 ein Abgasanteil r22EG im Saugrohr auf einer Ordinate 301 , in einem Diagramm 400 eine Drosselklappenstellung DK sowie eine Abgasrückführventilstellung EGR von 0 (geschlossen) bis 1 (vollständig geöffnet) auf einer Ordinate 401 , in einem Diagramm 500 ein Brennraumbzw. Reaktordruck p _Cy i in bar auf einer Ordinate 501 und in einem Diagramm 600 eine Gasmasse m _Cy i in Gramm auf einer Ordinate 601 jeweils gegen die Zeit t in Sekunden auf einer Abszisse 602 aufgetragen.

Ein erwünschter Druckverlauf ohne Berücksichtigung von Stellgrößenbeschränkungen ist mit 210 bezeichnet. Ein erwünschter Druckverlauf mit Berücksichtigung von Stellgrößenbeschränkungen ist mit 21 1 bezeichnet und der sich real ergebende Druckverlauf ist mit 212 bezeichnet. Entsprechend ist ein erwünschter Restgasanteilverlauf ohne Berücksichtigung von Stellgrößenbeschränkungen ist mit 310 bezeichnet. Ein erwünschter Restgasanteilverlauf mit Berücksichtigung von Stellgrößenbeschränkungen ist mit 31 1 bezeichnet und der sich real ergebende Restgasanteilverlauf ist mit 312 bezeichnet.

Man erkennt, dass die Berücksichtigung von Stellgrößenbeschränkungen den erwünschten Verlauf gut an den tatsächlichen Verlauf annähert.

Ein Abgasrückführventilstellungsverlauf ist mit 410 bezeichnet, ein Drosselklappenstellungsverlauf ist mit 41 1 bezeichnet. Ein Brennraumdruckverlauf in einem Zylinder ist mit 510, ein Gesamtmassenverlauf mit 610, ein Abgasmassenverlauf mit 61 1 , ein Luftmassenverlauf mit 612 und ein Kraftstoffmassenverlauf mit 613 bezeichnet.