Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschi¬ ne

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylin¬ der, in dem ein Brennraum ausgebildet ist und dem ein Kolben zugeordnet ist mit einem Ansaugtrakt, der abhängig von der Stellung eines Gaseinlassventils mit dem Brennraum des Zylin¬ ders kommuniziert, mit einem Abgastrakt, der abhängig von der Stellung eines Gasauslassventils mit dem Brennraum des Zylin¬ ders kommuniziert, und mit einem Zylinderdrucksensor, der den Druck in dem Brennraum des Zylinders erfasst.

Steigende Energiekosten und Verschärfungen gesetzlicher Be¬ stimmungen bezüglich des zulässigen Kraftstoffverbrauchs oder der zulässigen Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erfor¬ derlich, Maßnahmen zu ergreifen, um einerseits den Kraft¬ stoffverbrauch von Brennkraftmaschinen zu senken und anderer¬ seits sicherzustellen, dass die von dem Kraftfahrzeug ausge¬ stoßenen Schadstoffemissionen geringe Werte einnehmen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt geworden, Brennkraftma¬ schinen, insbesondere benzinbetriebene, in bestimmten Be¬ triebspunkten mit einem selbstzündenden Brennverfahren zu betreiben, das auch als Homogeneous Charge Compression Igni- tion (HCCI) , Compressed Auto Ignition (CAI) oder Raumzün¬ dungsverfahren (RZV) genannt wird. Bei diesem selbstzündenden Brennverfahren wird die Selbstzündung und damit der Verbren¬ nungsverlauf über die reaktive Energiemenge in dem Zylinder der Brennkraftmaschine gesteuert. Diese Energiemenge kann un¬ ter anderem durch einen im Vergleich zum konventionell gezün- deten Ottomotorenbetrieb sehr hohen Restgasanteil bereitge¬ stellt werden. Auch für konventionell gezündete Ottomotoren ist es bekannt, im unteren und mittleren Teillastbereich die Brennkraftmaschine mit einer hohen Abgasrückführrate zu betreiben, um die Verbrennung bezüglich der Gütekriterien Verbrauch und Emissionen zu optimieren.

Aus der DE 199 007 38 Cl ist ein Verfahren zum Bestimmen ei¬ nes Brennraumdruckverlaufs bei einer Brennkraftmaschine be¬ kannt. Bei dem Verfahren wird ein Schätzwert eines Zylinder¬ drucks abhängig von einem vorangegangenen Messwert des Zylin¬ derdrucks, einem diesem zugeordneten Volumen des Zylinders und einem dem Schätzwert des Zylinderdrucks zugeordneten Vo¬ lumen des Zylinders und eines Polytropenexponenten mittels der Polytropengleichung abgeschätzt. Der Polytropenexponent ist vorgegeben abhängig von einer Kühlmitteltemperatur.

Aus der EP 0 399 069 Al ist ein weiteres Verfahren zum Be¬ stimmen des Brennraumdrucks in einem Zylinder einer Brenn¬ kraftmaschine bekannt. Dazu wird eine Empfindlichkeit des dieser Brennkraftmaschine zugeordneten Zylinderdrucksensors in jedem Arbeitszyklus des Zylinders ermittelt und zwar ab¬ hängig von drei Spannungsmesssignalen und einem vorgegebenen Polytropenexponenten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung zum Steuern einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die ein präzises Steuern der Brennkraftmaschine gewährleisten.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschi¬ ne mit mindestens einem Zylinder, in dem ein Brennraum ausge¬ bildet ist und dem ein Kolben zugeordnet ist, mit einem Ab- gastrakt, der abhängig von der Stellung eines Gasauslassven¬ tils mit dem Brennraum des Zylinders kommuniziert, und mit einem Zylinderdrucksensor, der den Druck in dem Brennraum des Zylinders erfasst. Ein Polytropenexponent wird bestimmt ab¬ hängig von mindestens zwei Messwerten des Drucks in dem Brennraum, die während des Arbeitstaktes des Zylinders nach Abschluss der Verbrennung eines in dem Zylinder befindlichen Luft/Kraftstoff-Gemisches und vor einem Öffnen des Gasaus¬ lassventils erfasst werden. Dem Bestimmen des Polytropenexpo¬ nent liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine starke Korrela¬ tion zwischen Zylinderdruck und Gastemperatur nur nach Ab¬ schluss der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches exis¬ tiert, während der Temperaturverlauf während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches sehr schwer abschätzbar ist.

Eine erste Temperatur des Abgases wird ermittelt, die charak¬ teristisch ist für die Temperatur des Abgases vor dem Öffnen des Gasauslassventils, insbesondere für die Temperatur des Abgases unmittelbar vor dem Öffnen des Gasauslassventils. Ei¬ ne zweite Temperatur des Abgases wird ermittelt, das nach dem Schließen des Gasauslassventils in den Brennraum des Zylin¬ ders verbleibt, und zwar abhängig von der ersten Temperatur des Abgases, dem der ersten Temperatur zugeordneten Druck in den Brennraum, also dem zu dem Zeitpunkt der ersten Tempera¬ tur vorliegenden Druck, ferner abhängig von dem Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gasauslassventils und dem Polytropenexponenten. Ein Stellsignal zum Steuern eines Stellglieds der Brennkraftmaschine wird erzeugt abhängig von der zweiten Temperatur des Abgases. Die zweite Temperatur kann so einfach und präzise bestimmt werden und wirkt sich auf den Ablauf des nächsten Verbrennungsvorganges des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine aus. Durch das Erzeugen des Stellsignals zum Steuern eines Stellglieds der Brennkraftmaschine abhängig von der zweiten Temperatur des Abgases kann die Brennkraftma¬ schine sehr präzise gesteuert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Messwerte des Drucks bei einem Kurbelwellenwinkel größer als • einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel erfasst, der so vorge¬ geben ist, dass die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches abgeschlossen ist.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der vorgege¬ bene Kurbelwellenwinkel in etwa 80° nach dem oberen Totpunkt des Kolbens beträgt. Dies hat den Vorteil, dass dann die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches sicher abgeschlos¬ sen ist. Je nach Ausgestaltung der Brennkraftmaschine, insbe¬ sondere im Falle eines HCCI-Brennverfahrens kann der vorgege¬ bene Kurbelwellenwinkel auch wesentlich näher an dem oberen Totpunkt des Kolbens gewählt sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der vorgegebene Kurbelwellenwinkel kleiner als in etwa 100° nach dem oberen Totpunkt des Kolbens. Dies hat den Vor¬ teil, dass der Zylinderdruck noch hohe Werte aufweist. Dies trägt insbesondere zur Güte der Steuerung der Brennkraftma¬ schine stark bei, wenn der Zylinderdrucksensor zum Erfassen hoher Drücke ausgelegt ist und gegebenenfalls beim Erfassen niedriger Drücke einen größeren Messfehler hat. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Messwerte des Drucks so erfasst werden, dass zwischen ihnen ein möglichst großer Druckunter¬ schied besteht. Dadurch kann ein Einfluss eines Messfehlers minimiert werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die erste Temperatur des Abgases abhängig von einem Druck in den Brennraum ermittelt, der ermittelt wird abhängig von einem der Messwerte des Drucks in dem Brennraum, der Grö¬ ße, die charakteristisch ist für das dem jeweiligen Messwert des Drucks zugeordnete Volumen des Brennraums, der Größe, die charakteristisch ist für das Volumen des Brennraums, bei dem das Abgas die erste Temperatur hat, und dem Polytropenexpo- nent. So kann die Lage des Messwertes des Drucks unabhängig von dem Kurbelwellenwinkel gewählt werden, dem die erste Tem¬ peratur zugeordnet ist. Dies ist somit insbesondere dann von Vorteil, wenn der Druck präziser bei höheren Druckwerten er- fasst werden kann und der Druck relativ niedrig ist, der bei dem Kurbelwellenwinkel in dem Brennraum herrscht, bei dem das Abgas die erste Temperatur hat.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die erste Temperatur des Abgases mittels der allgemeinen Gasgleichung ermittelt und die Gaskonstante fest vorgegeben. Dies hat den Vorteil, dass die erste Temperatur so sehr ein¬ fach ermittelt werden kann und beruht auf der Erkenntnis, dass der Wert der Gaskonstante nur wenig differiert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die erste Temperatur des Abgases mittels der allgemeinen Gasgleichung ermittelt und die Gaskonstante abhängig von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders er¬ mittelt. Dies hat den Vorteil, dass die erste Temperatur ein¬ fach noch präziser ermittelt werden kann und zudem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum ohnehin im Rahmen einer λ-Regelung ermittelt wird und somit ohne zusätzlichen Aufwand verfügbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gas¬ auslassventils durch einen berechneten Druckwert angenähert und die zweite Temperatur des Abgases abhängig von einem Um¬ gebungsparameter und/oder einer Drehzahl und/oder dem Kurbel¬ wellenwinkel des Öffnens oder Schließens des Gasauslassven¬ tils und/oder einer Kühlmitteltemperatur ermittelt. So ist kein physikalisches dynamisches Modell des Verlaufs des Drucks des Abgases, während das Gasauslassventil geöffnet ist, notwendig. Dennoch kann so die zweite Temperatur des Ab¬ gases äußerst präzise berücksichtigt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gas¬ auslassventils ermittelt. Dies erfolgt abhängig von mindes¬ tens einem weiteren Druck und den dem mindestens einem weite¬ ren Druck und dem Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gasauslassventils zuzuordnenden Volumina. Der weitere Druck ist einem Kurbelwellenwinkel zugeordnet, der innerhalb des Kurbelwellenwinkelbereichs liegt, in dem das Gasauslass¬ ventil wieder geschlossen ist, aber das Gaseinlassventil noch nicht wieder geöffnet ist, und der weitere Druck wird zeit¬ lich nach dem Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gasauslassventils erfasst. Der weitere Druck kann so ggf. präziser erfasst werden und damit auch der Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gasauslassventils präziser ermittelt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein weiterer Polytropenexponent abhängig von mindestens dem weiteren Druck, noch einem weiteren Druck und den dem mindestens einem weiteren Druck und dem noch einem weiteren Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gasauslassven- tils zuzuordnenden Volumina ermittelt. Der noch weitere Druck ist einem Kurbelwellenwinkel zugeordnet, der innerhalb des Kurbelwellenwinkelbereichs liegt, in dem das Gasauslassventil wieder geschlossen ist, aber das Gaseinlassventil noch nicht wieder geöffnet ist, und der noch weitere Druck wird zeitlich nach dem Druck in dem Brennraum nach dem Schließen des Gas¬ auslassventils erfasst. Der weitere Polytropenexponent ist dann noch genauer für das Ermitteln des Drucks in dem Brenn¬ raum nach dem Schließen des Gasauslassventils.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine erste Kraftstoffmasse abhängig von der zweiten Tem¬ peratur ermittelt, die nach dem Schließen des Gasauslassven¬ tils und vor dem Öffnen des Gaseinlassventils in dem Brenn¬ raum des Zylinders zugemessen werden soll, und das Einspritz¬ ventil wird entsprechend angesteuert. Dies ist insbesondere bei einem selbstzündenden Brennverfahren von Vorteil, bei dem bevorzugt eine hohe Abgasrückführrate eingestellt wird, um die hohen Zündtemperaturen zu erreichen. Durch das Ermitteln der ersten Kraftstoffmasse abhängig von der zweiten Tempera¬ tur kann so der Verbrennungsschwerpunkt präzise eingestellt werden. Die Lage des Verbrennungsschwerpunktes hängt ohne Be¬ rücksichtigung der zweiten Temperatur sehr stark ab von der Qualität der vorangehenden Verbrennung, die sich auf die zweite Temperatur stark auswirkt.

In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn ein Kur¬ belwellenwinkel, an dem die erste Kraftstoffmasse zugemessen wird, abhängig von der zweiten Temperatur ermittelt wird. Auf diese Weise kann der Verbrennungsschwerpunkt bei einem selbstzündenden Brennverfahren präzise eingestellt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Kurbelwellenwinkel, an dem eine zweite Kraftstoff¬ masse zugemessen wird, abhängig von der zweiten Temperatur ermittelt, wobei die zweite Kraftstoffmasse nach dem Öffnen des Gaseinlassventils in den Zylinder zugemessen wird. Auch auf diese Weise kann ein Verbrennungsschwerpunkt bei einem selbstzündenden Brennverfahren präzise eingestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrich¬ tung,

Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines ersten Teils eines Pro¬ gramms zum Steuern der Brennkraftmaschine und

Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Teils des Pro¬ gramms zum Steuern der Brennkraftmaschine.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren¬ übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgas¬ trakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drossel¬ klappe 11/ ferner einen Sammler 12 und ein Saugrohr 13, das hin zu einem Zylinder Zl über einen Einlasskanal in den Mo¬ torblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 21, welche über eine Pleuelstange 25 mit dem Kol¬ ben 24 des Zylinders Zl gekoppelt ist.

Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gas¬ einlassventil 30, einem Gasauslassventil 31 und Ventilantrie- ben 32, 33. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritz¬ ventil 34 und eine Zündkerze 35. Alternativ kann das Ein¬ spritzventil 34 auch in dem Saugrohr 13 angeordnet sein.

Der Abgastrakt 4 umfasst einen Katalysator 40, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.

Ferner ist eine Steuereinrichtung 6 vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und je¬ weils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuerein¬ richtung 6 ermittelt abhängig von mindestens einer der Mess¬ größen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellan¬ triebe umgesetzt werden. Die Steuereinrichtung 6 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.

Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 71, welcher die Stellung eines Fahrpedals 7 erfasst, ein Luftmassenmesser 14, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 11 erfasst, ein Temperatursensor 15, welcher die Ansaugluft- temperatur erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 22, welcher einen Kurbelwellenwinkel CRK erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird, ein weiterer Temperatursensor 23, der eine Kühlmitteltemperatur TCO erfasst, ein Nockenwellenwinkelsen- sor 36a, der einen Nockenwellenwinkel erfasst, ein Zylinder¬ drucksensor 37, der einen Druck p in einem Brennraum des Zy¬ linders Zl erfasst, und eine Abgassonde 41 welche einen Rest- sauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder Zl. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren oder auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.

Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 11, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 30, 31, das Einspritz¬ ventil 34 und die Zündkerze 35. Neben dem Zylinder Zl können auch noch weitere Zylinder Z2-Z4 vorgesehen sein, denen dann auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind.

Ein Programm zum Steuern der Brennkraftmaschine wird in einem Schritt Sl (Figur 2) gestartet, in dem gegebenenfalls Variab¬ len initialisiert werden.

In einem Schritt S2 wird geprüft, ob der aktuelle Kurbelwel¬ lenwinkel CRK größer ist als ein Start-Kurbelwellenwinkel CRK_START. Ferner wird geprüft, ob der aktuelle Kurbelwellen¬ winkel CRK kleiner ist als ein Stopp-Kurbelwellenwinkel CRK_STOP. Der Start-Kurbelwellenwinkel CRK_START ist vorzugs¬ weise bei in etwa 80° Kurbelwellenwinkel nach dem Zünd-oberen Totpunkt des Kolbens 24 gewählt. Bei dem Start- Kurbelwellenwinkel CRK_START ist sichergestellt, dass die Verbrennung des in den Brennraum des Zylinders Zl befindli¬ chen Luft/Kraftstoff-Gemisches sicher abgeschlossen ist.

Bei einem Kurbelwellenwinkel CRK_STOP, der vorteilhaft bei in etwa 100° nach dem Zünd-oberen Totpunkt des Kolbens 24 ge¬ wählt ist, ist sichergestellt, dass der Druck in dem Zylinder noch einen sehr hohen Wert aufweist. Ein in den nachfolgenden Schritten S6 bis S12 erfolgende Erfassung von Messwerten des Drucks p in dem Brennraum des Zylinders Zl kann dabei mit ho¬ her Güte mittels des Zylinderdrucksensors 37 erfolgen. Zylin¬ derdrucksensoren 37 sind in der Regel zum Erfassen sehr hoher Drücke ausgelegt. Bei niedrigeren Drücken haben sie gegebe¬ nenfalls einen größeren Messfehler.

Ist die Bedingung des Schrittes S2 nicht erfüllt, so wird das Programm in einem Schritt S4 fortgesetzt, in dem es für eine vorgegebene Wartezeit T_W verharrt, bevor die Bedingung des Schrittes S2 erneut geprüft wird.

Ist die Bedingung des Schrittes S2 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S6 ein erster Messwert p[l] des Drucks in den Brennraum des Zylinders Zl mittels des Zylinderdrucksen¬ sors 37 erfasst. Die bei den nachfolgenden Größen in Klammern angegebene Zahlen beziehen sich jeweils auf zugehörige Werte bei jeweils einem Kurbelwellenwinkel CRK. So beträgt der Kur¬ belwellenwinkel CRK[I] beispielsweise 80° nach dem Zünd¬ oberen Totpunkt, ρ[l] ist der diesem Kurbelwellenwinkel CRK[I] zugeordnete Messwert des Brennraumdrucks und VOL[I] ist das zugehörige Volumen des Brennraums des Zylinders.

In einem Schritt S8 werden bei einem Kurbelwellenwinkel CRK[2], der beispielsweise 85° nach dem Zünd-oberen Totpunkt beträgt ein zweiter Messwert p[2] des Drucks in den Brennraum des Zylinders Zl erfasst und das zugehörige Volumen VOL[2] des Brennraums ermittelt. In einem gegebenenfalls vorgesehe¬ nen Schritt SlO wird bei einem Kurbelwellenwinkel CRK[3], der beispielsweise 90° nach dem Zünd-oberen Totpunkt beträgt, ein dritter Messwert ρ[3] des Drucks in dem Brennraum des Zylin¬ ders Zl erfasst und das zugehörige Volumen VOL[3] des Brenn¬ raums des Zylinders Zl zugeordnet. Ebenso wird in einem gege¬ benenfalls vorhandenen Schritt S12 bei einem Kurbelwellenwin¬ kel CRK[4], der beispielsweise 100° nach dem Zünd-oberen Tot¬ punkt beträgt, ein vierter Messwert p[4] des Drucks in den Brennraum des Zylinders erfasst und das entsprechende Volumen VOL[4] des Brennraums des Zylinders Zl zugeordnet.

In einem Schritt S14 wird anschließend ein Polytropenexponent K abhängig von dem ersten Messwert p[l] des Drucks in dem Brennraum des Zylinders Zl, des diesem zugeordnete Volumen VOL[I] des Brennraums des Zylinders, des zweiten Messwertes p[2] des Drucks in dem Brennraum des Zylinders Zl und des zu¬ geordneten Volumens VOL[2] ermittelt. Dies erfolgt vorzugs¬ weise mittels entsprechender Auflösung der Polytropenglei- chung nach dem Polytropenexponenten K, wie es beispielhaft in dem rechten Teil des Schrittes S14 wiedergegeben ist.

Bevorzugt wird der Polytropenexponent gemittelt durch mehrfa¬ ches Ermitteln des Polytropenexponenten K mittels verschiede¬ ner Permutationen der Wertepaare der Schritte S6 bis S12. So können Messfehler verringert werden und der Polytropenexpo¬ nent K somit noch genauer ermittelt werden.

In einem Schritt Sl6 wird dann ein Druck p[5] in dem Brenn¬ raum des Zylinders Zl ermittelt, vorzugsweise unmittelbar vor dem Öffnen des Gasauslassventils 31, abhängig von dem Poly¬ tropenexponenten K, von dem zweiten Messwert p[2] des Drucks in dem Brennraum, von dem diesem zugeordneten Volumen VOL[2] des Brennraums des Zylinders Zl und von dem dem Druck p[5] in dem Brennraum des Zylinders Zl zugeordnete Volumen VOL[5] . Dies erfolgt vorzugsweise mittels der auf der rechten Seite des Schrittes S16 angegebenen Formel. Es kann jedoch alterna¬ tiv, bei einem geeigneten Zylinderdrucksensor 37 auch durch ein weiteres Erfassen eines Messwertes erfolgen. Bevorzugt kann der Druck p[5] in dem Brennraum des Zylinders Zl auch mehrfach abhängig von weiteren Messwerten des Drucks ermit¬ telt werden und dann gemittelt werden.

In einem Schritt S18 wird eine Gaskonstante R bevorzugt ab¬ hängig von einem Istwert LAM_AV des Luft/Kraftstoff-Verhält¬ nisses in dem Brennraum des Zylinders Zl ermittelt, das von dem Messsignal der Sauerstoffsonde 41 abgeleitet ist. In ei¬ ner einfacheren Ausgestaltung des Programms wird der Gaskon- stante R in dem Schritt S18 ein vorgegebener Wert zugeordnet. Auch so kann eine für den Einzelfall ausreichende Genauigkeit bei der weiteren Berechnung sichergestellt werden, da die Gaskonstante nur eine geringe Variabilität zeigt.

In einem Schritt S20 wird dann die Temperatur T[5] des in dem Zylinder Zl befindlichen Abgases abhängig von dem Druck p[5] in dem Brennraum des Zylinders Zl, des diesem zugeordneten Volumens VOL[5], der Gaskonstante R und der in dem Zylinder Zl befindlichen Gasmasse M_ZYL ermittelt. Die in dem Zylinder Zl befindliche Gasmasse M_ZYL kann beispielsweise mittels ei¬ nes Saugrohrmodells abhängig von einem Öffnungsgrad der Dros¬ selklappe und/oder dem Druck in dem Sammler 12 und/oder dem von den Luftmassensensor 15 erfassten Luftmassenstrom ermit¬ telt werden unter Berücksichtigung der in dem Zylinder Zl zu¬ gemessenen Kraftstoffmasse MFF. Das Berechnen der Temperatur T[5] erfolgt vorzugsweise mittels der allgemeinen Gasglei¬ chung, wie sie auf der rechten Seite des Schrittes S20 ange¬ geben ist.

In einem Schritt S22 wird ein Druck p[6] in dem Brennraum des Zylinders, der bevorzugt der Druck ist, zu dem Zeitpunkt, an dem das Gasauslassventil 31 gerade wieder geschlossen hat, durch eine Messung mittels des Zylinderdrucksensors 37 ermit¬ telt. Alternativ zu dem Schritt S22 kann ein Schritt S36 vor¬ gesehen sein, in dem dem Druck p[6] in besonders einfacher Weise direkt ein Umgebungsdruck p_AMB zugeordnet wird.

In einer weiteren Alternative zu dem Schritt S22 sind Schrit¬ te S38 und S40 vorgesehen. In dem Schritt S38 wird ein Druck p[6Λ] ermittelt, der einem Kurbelwellenwinkel CRK zugeordnet ist, der innerhalb des Kurbelwellenwinkelbereichs liegt, in dem das Gasauslassventil 31 wieder geschlossen ist, aber das Gaseinlassventil 30 noch nicht wieder geöffnet ist, und der zeitlich nach dem dem Druck p[6] zuzuordnenden Kurbelwellen¬ winkel liegt. Ferner wird das dem Druck p[6Λ] zuzuordnende Volumen VOL[6 Λ] zwischengespeichert.

In dem anschließenden Schritt S40 wird dann der Druck p[6] ermittelt abhängig von dem Polytropenexponenten K, dem Druck p[6Λ], und den Volumina VOL[6], VOL[6Λ] - Dies erfolgt ent¬ sprechend dem Schritt S16.

In einer weiteren Alternative zu dem Schritt S22 sind Schrit¬ te S42, S44 und S46 vorgesehen. In dem Schritt S42 wird ent¬ sprechend dem Schritt S38 der Druck p[6Λ] und das zugehörige Volumen VOL[6 Λ] ermittelt. Ferner wird mindestens noch ein weiterer Druck p[6λ ^]ermittelt, der einem Kurbelwellenwinkel CRK zugeordnet ist, der innerhalb des Kurbelwellenwinkelbe- reichs liegt, in dem das Gasauslassventil 31 wieder geschlos¬ sen ist, aber das Gaseinlassventil 30 noch nicht wieder ge¬ öffnet ist, und der zeitlich ebenfalls nach dem dem Druck p[6] zuzuordnenden Kurbelwellenwinkel liegt. Ferner wird das dem Druck p[6λ >] zuzuordnende Volumen VOL[6 Λ >] zwischenge¬ speichert.

In dem Schritt S44 wird dann ein weiterer Polytropenexponent KΛ abhängig von den Drücken p[6 Λ] , p[6Λ Λ] und den Volumina VOL[6Λ], VOL[6Λ Λ] ermittelt und zwar entsprechend der Vorge¬ hensweise des Schrittes S14. Auch in dem Schritt S44 kann der weitere Polytropenexponent K^ abhängig von weiteren Drücken und zugeordneten Volumina ermittelt werden und zwar als mitt¬ lerer weiterer Polytropenexponent. Der Schritt S46 entspricht dem Schritt S40 mit dem Unter¬ schied, dass zum Ermitteln des Drucks p[6] der weitere oder mittlere weitere Polytropenexponent κΛ eingesetzt wird.

Der Druck p[6] kann zusätzlich in den Schritten S38 oder S46 auch mehrfach mit unterschiedlichen weiteren Drücken ermit¬ telt werden und dann gemittelt werden. So wirken sich Mess¬ fehler bei den einzelnen Messungen des Drucks weniger stark aus.

In einem Schritt S24 wird dann anschließend eine dem Druck p[6] in dem Brennraum des Zylinders Zl zuzuordnende Basis- Temperatur Tnorm[6] des Abgases abhängig von dem Polytropen- exponenten K, dem Druck p[6] und dem Druck p[5] in dem Brenn¬ raum des Zylinders Zl und der Temperatur T[5] des Abgases in dem Brennraum des Zylinders Zl ermittelt. Dies erfolgt bevor¬ zugt mittels der auf der rechten Seite des Schrittes S24 an¬ gegebenen Beziehung. Falls vor dem Schritt S24 der Schritt S44 durchgeführt wurde, kann das Berechnen der Basis- Temperatur Tnorm[6] auch abhängig von dem Polytropenexponen- ten κΛ erfolgen.

Eine dem Druck p[6] in dem Brennraum des Zylinders Zl zuzu¬ ordnende Temperatur T[6] des Abgases in dem Zylinder Zl wird anschließend in einem Schritt S26 ermittelt abhängig von der Basis-Temperatur Tnorm[6], einer Umgebungstemperatur T_AMB und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit V eines Fahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist, und/oder der Kühl¬ mitteltemperatur TCO und/ oder einem Öffnungswinkel CRK_OP und/oder einem Schließwinkel CRK_CL des Gasauslassventils 31. Auf diese Weise kann einfach und mit hoher Präzision die Tem¬ peratur T[6], die insbesondere die Abgastemperatur zum Zeit¬ punkt des Schließens des Gasauslassventils 31 ist, ermittelt werden, ohne dass ein Abgasgegendruckmodell oder ein entspre¬ chender Abgasgegendrucksensor benötigt wird. Ferner kann e- benfalls ein Abgastemperatursensor entfallen. Der Einfluss der Umgebungstemperatur T_AMB, der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder der Kühlmitteltemperatur TCO oder des Öffnungswinkels CRK_OP oder des Schließwinkels CRK_CL des Gasauslassventils 31 auf die Temperatur T[6] wird vorzugsweise mittels entspre¬ chender Kennlinien oder Kennfelder berücksichtigt. Alternativ oder zusätzlich kann beim Ermitteln der Temperatur T[6] auch noch eine Abgastemperatur T_KR in dem Abgastrakt und/oder ein Druck in dem Abgastrakt P_KR berücksichtigt werden.

Die nachfolgenden Schritte S28 bis S32 werden abgearbeitet, wenn die Brennkraftmaschine mittels des Raumzündungsverfah¬ rens betrieben wird. Wird die Brennkraftmaschine hingegen mittels eines anderen Brennverfahrens betrieben, so kann die Temperatur T[6], die bevorzugt die Abgastemperatur im Zeit¬ punkt des Schließens des Gasauslassventils 31 ist, eine Ein¬ gangsgröße für beliebige Funktionen der Steuereinrichtung sein.

In einem Schritt S28 wird eine zuzuführende erste Kraftstoff¬ masse MFFl abhängig von der Temperatur T[6] des Abgases und einer gesamt dem Zylinder während eines Arbeitsspiels des Zy¬ linders Zl zuzuführenden Kraftstoffmasse MFF ermittelt. Die erste Kraftstoffmasse MFFl wird während einer Zwischenkom¬ pression des Zylinders Zl in dem Brennraum des Zylinders Zl zugemessen. Unter Zwischenkompression wird in diesem Zusam¬ menhang verstanden die Zeitdauer nach dem Schließen des Gas¬ auslassventils 31 und vor dem Öffnen des Gaseinlassventils 30. Durch das Zumessen der ersten Kraftstoffmenge MFFl während der Zwischenkompression erfolgt aufgrund des in der Regel noch geringen Sauerstoffanteils in dem Abgas eine exotherme Reaktion und ein Fraktionieren des zugemessenen Kraftstoffs, wobei Radikale entstehen, die die spätere Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder beschleunigen. Durch die erste zuzuführende Kraftstoffmasse MFFl kann so der Zeitpunkt des Luft/Kraftstoff-Gemisches wirksam eingestellt werden. Dabei spielt eine große Rolle, dass die Temperatur T[6] von Arbeitsspiel zu Arbeitsspiel sich deutlich unter¬ scheiden kann und dann wiederum einen starken Einfluss auf die Verbrennung des nächsten Arbeitsspiels nimmt. Dies kann durch entsprechendes Einstellen der ersten Kraftstoffmasse MFFl ausgeglichen werden und so eine präzise Einstellung des Zündzeitpunktes des Luft/Kraftstoff-Gemisches erfolgen. Fer¬ ner wird in dem Schritt S28 auch noch eine zweite Kraftstoff¬ masse abhängig von der gesamt dem Zylinder Zl zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF und der ersten Kraftstoffmasse MFFl er¬ mittelt. Dies erfolgt bevorzugt durch Bilden der Differenz der gesamt dem Zylinder Zl zuzuführenden Kraftstoffmasse MFF und der ersten Kraftstoffmasse MFFl. Die zweite Kraftstoff¬ masse MFF2 wird erst nach dem Öffnen des Gaseinlassventils 30 in den Zylinder Zl zugemessen.

In einem Schritt S30 wird ein Kurbelwellenwinkel CRK_MFF1 des Zumessens der ersten Kraftstoffmasse MFFl bevorzugt abhängig von der Temperatur T[6] des Abgases ermittelt. Auch durch den Kurbelwellenwinkel CRK_MFF1 des Zumessens der ersten Kraft¬ stoffmasse MFFl kann vorteilhaft der Zündzeitpunkt des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder Zl beeinflusst wer¬ den. In einem Schritt S32 wird ein Kurbelwellenwinkel CRK_MFF2 ab¬ hängig von der Temperatur T[6] des Abgases ermittelt, der auch den Zündzeitpunkt des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder Zl beeinflusst.

In einem Schritt S34 werden dann entsprechende Stellsignale SG zum Ansteuern des Einspritzventils 34 ermittelt. Alterna¬ tiv kann z.B. auch in den Schritten S30 und S32 der Kurbel¬ wellenwinkel CRK_MFF1 und/oder der Kurbelwellenwinkel CRK_MFF2 des Zumessens der ersten bzw. zweiten Kraftstoffmas¬ se MFFl, MFF2 unabhängig von der Temperatur T[6] sein. Ferner kann alternativ auch die erste Kraftstoffmasse MFFl unabhän¬ gig von der Temperatur T[6] des Abgases sein. Zum Ansteuern der Einspritzventile 34 weiterer Zylinder Z2 bis Z4 werden dann in der Steuereinrichtung 6 entsprechende Programme abge¬ arbeitet.