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DE102007053125B4 - Lambda-Sonden-Anordnung für 8-Zylinder-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Lambda-Sonden-Anordnung für 8-Zylinder-Brennkraftmaschinen Download PDF

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DE102007053125B4
DE102007053125B4 DE102007053125.9A DE102007053125A DE102007053125B4 DE 102007053125 B4 DE102007053125 B4 DE 102007053125B4 DE 102007053125 A DE102007053125 A DE 102007053125A DE 102007053125 B4 DE102007053125 B4 DE 102007053125B4
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cylinder
exhaust manifold
lambda probe
fuel ratio
air
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Matthias Herger
Dr. Engelhardt Thomas
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Lambda-Sonden-Anordnung für 8-Zylinder-Brennkraftmaschinen mit einem Zündabstand der Zylinder von 90° und mit zwei separaten Zylinderbänken (ZB1, ZB2), wobei jeder Zylinderbank (ZB1, ZB2) der Brennkraftmaschine eine separate Sauganlage zugeordnet ist, mit einem bankübergreifenden Abgaskrümmer bestehend aus einem ersten und einem zweiten Teilabgaskrümmer (T1, T2), wobei jeder Teilabgaskrümmer (T1, T2) für eine Zylindergruppe (Z2, Z3, Z5, Z8; Z1, Z4, Z6, Z7) vorgesehen ist, deren Zündabstand 180° beträgt, und der die Abgase der ihm zugeordneten Zylinder (Z2, Z3, Z5, Z8; Z1, Z4, Z6, Z7) an einer Abgas-Zusammenführungsstelle (zz1, zz2) zusammenführt, mit einer ersten oder zweiten Lambda-Sonde (S1, S2) hinter einer ersten Abgas-Zusammenführungsstelle (z11) im ersten Teilabgaskrümmer (T1) zum Ermitteln eines ersten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem ersten Teilabgaskrümmer (T1) zugeordneten Zylinder (Z2, Z3, Z5, Z8) oder hinter einer zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle (zz2) im zweiten Teilabgaskrümmer (T2) zum Ermitteln eines zweiten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem zweiten Teilabgaskrümmer (T2) zugeordneten Zylinder (Z1, Z4, Z6, Z7), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dritte Lambda-Sonde (S3a,S3b) im ersten oder zweiten Teilabgaskrümmer (T1, T2) zum Ermitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der ersten oder zweiten Zylinderbank (ZB1, ZB2) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Lambda-Sonden-Anordnung für 8-Zylinder-Brennkraftmaschinen mit bankübergreifendem Krümmer und getrennten Sauganlagen für beide Zylinderbänke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 8, sowie auf ein Verfahren zur Regelung der Gemischzusammensetzung in den Zylindern mittels einer entsprechenden Lambda-Sonden-Anordnung.
  • Aus der DE 10 2005 047 890 A1 ist eine 8-Zylinder-Brennkraftmaschine in V-Bauart mit zwei separaten Zylinderbänken und einem Zündabstand von 90° bekannt. Die Brennkraftmaschine umfasst einen bankübergreifenden Abgaskrümmer, der aus einem ersten und einem zweiten Teilabgaskrümmer besteht, wobei jeder Abgaskrümmer für eine Zylindergruppe vorgesehen ist, deren Zündabstand 180° beträgt. Die Teilabgaskrümmer führen die Abgase der ihnen zugeordneten Zylinder an einer ersten und zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle zusammen. Der Abgaskrümmer wird als bankübergreifend bezeichnet, da jeder Teilabgaskrümmer die Abgase der Zylinder bankübergreifend, d. h. nicht nur die Abgase einer Zylinderbank zusammenführt.
  • Um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas bestimmen zu können, ist in beiden Teilabgaskrümmern hinter jeder Abgas-Zusammenführungsstelle ein Abgas-Sensor angeordnet, der als Sauerstoff-Sensor ausgebildet sein kann. Dadurch kann ein erstes gemitteltes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aller dem ersten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylinder und ein zweites gemitteltes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aller dem zweiten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylinder ermittelt werden.
  • Da aufgrund dieser Anordnung der Lambda-Sonden die Gemischregelungs-Einheit zur Regelung der Gemisch-Zusammensetzung im Hinblick auf ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas nicht in der Lage ist, sowohl die gemisch-, also auch die füllseitigen Fehler in den beiden Zylinderbänken zuzuordnen, und das Gemisch entsprechend anzupassen, können im ungünstigsten Fall Fehler in der Gemischzusammensetzung nicht ausgeregelt, sondern verstärkt werden. Ergibt sich bspw. aufgrund eines Füllungsfehlers in der ersten Zylinderbank ein Lambda von 1,1, während die zweite Zylinderbank noch mit einem Lambda von 1,0 betrieben wird, würden trotzdem beide Lambda-Sonden aufgrund der oben beschriebenen Anordnung ein gemitteltes Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 1,05 ermitteln. Daraufhin würde die Gemischzusammensetzung in beiden Zylinderbänken derart korrigiert werden, dass sich ein gemitteltes Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 1,0 einstellt. Ergebnis wäre, dass die erste Zylinderbank nun mit einem gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 1,05, und die zweite Zylinderbank mit einem gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 0,95 betrieben werden. Der unverbrannte Kraftstoff von der zweiten Zylinderbank und der nicht an der Verbrennung teilnehmende Sauerstoff in der ersten Zylinderbank könnten im Abgaskrümmer nachreagieren, was zu einer früheren Alterung oder vollständigen Zerstörung des Abgasnachbehandlungssystems führen könnte.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lambda-Sonden-Anordnung eingangs genannter Art bei 8-Zylinder-Brennkraftmaschinen mit bankübergreifendem Abgaskrümmer im Hinblick auf eindeutige Zuordnung der ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu den beiden Zylinderbänken noch weiter zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie eine verbessertes Verfahren zur Regelung der Gemischzusammensetzung in den einzelnen Zylindern mittels einer entsprechenden Lambda-Sonden-Anordnung sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
  • Bei der Erfindung wird von einer 8-Zylinder-Brennkraftmaschine mit einem Zündabstand der Zylinder von 90° und mit zwei separaten Zylinderbänken und einem bankübergreifendem Abgaskrümmer ausgegangen, wobei jeder Zylinderbank der Brennkraftmaschine eine separate Sauganlage zugeordnet ist. Der bankübergreifende Abgaskrümmer besteht aus einem ersten und einem zweiten Teilabgaskrümmer, wobei jeder Teilabgaskrümmer für eine Zylindergruppe vorgesehen ist, deren Zündabstand 180° beträgt, und der die Abgase der ihm zugeordneten Zylinder an einer ersten und zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle zusammenführt.
  • Weiter ist in einer ersten Alternative zumindest eine erste Lambda-Sonde hinter einer ersten Abgas-Zusammenführungsstelle im ersten Teilabgaskrümmer zum Ermitteln eines ersten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem ersten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylinder, oder eine zweite Lambda-Sonde hinter einer zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle im zweiten Teilabgaskrümmer zum Ermitteln eines zweiten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem zweiten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylinder vorgesehen. Alternativ können auch beide Lambda-Sonden, also die erste und die zweite Lambda-Sonde innerhalb des Abgaskrümmers angeordnet sein.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in den Abgaskrümmer mindestens eine weitere Lambda-Sonde eingebaut werden muss, die genau einen Zylinder oder eine Zylindergruppe einer Zylinderbank isoliert überwacht. Die Erfindung zeichnet sich somit dadurch aus, dass zumindest eine weitere (dritte) Lambda-Sonde im ersten oder zweiten Teilabgaskrümmer zum Ermitteln bzw. Messen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der ersten oder zweiten Zylinderbank vorgesehen ist. Vorteilhafterweise ist diese dritte Lambda-Sonde derart angeordnet, dass damit zusätzlich entweder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis genau eines Zylinders oder das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis von genau zwei Zylindern derselben Zylinderbank ermittelt bzw. gemessen werden kann. Mit diesem Signal der zusätzlichen dritten Lambda-Sonde kann ein bankselektiver Fehler erkannt werden. Über einen geeigneten Algorithmus zur Gemischregelung können die Messwerte der Lambda-Sonden so miteinander kombiniert werden, dass eine eindeutige Zuordnung der ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisse zu den Zylinderbänken und damit eine Gemischregelung der einzelnen Zylinderbänke möglich ist.
  • Vorteilhafterweise kann zusätzlich zur dritten Lambda-Sonde zum Ermitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses genau eines Zylinders der ersten oder zweiten Zylinderbank eine vierte Lambda-Sonde im zweiten oder ersten Teilabgaskrümmer derart angeordnet ist, dass mittels dieser vierten Lambda-Sonde das Luft-Kraftstoff-Verhältniss genau eines Zylinders der anderen Zylinderbank ermittelbar bzw. messbar ist. Die dritte und vierte Lambda-Sonde können dabei im gleichen, oder in unterschiedlichen Teilabgaskrümmern angeordnet sein.
  • Alternativ kann zusätzlich zur (alternativen) dritten Lambda-Sonde zum Ermitteln des gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern der ersten oder zweiten Zylinderbank eine (alternative) vierte Lambda-Sonde im ersten oder zweiten Teilabgaskrümmer derart angeordnet werden, dass mittels dieser vierten Lambda-Sonde das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältniss von genau zwei Zylindern der anderen Zylinderbank ermittelbar bzw. messbar ist. Die dritte und vierte Lambda-Sonde können dabei analog zu oben im gleichen, oder in unterschiedlichen Teilabgaskrümmern angeordnet sein.
  • Mit einer derartigen Anordnung kann eine verbessere Regelung der Gemischzusammensetzung in den Zylindern erfolgen, da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis jeder Zylinderbank bekannt ist. Somit kann in Abhängigkeit von dem mittels der Lambda-Sonden gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (oder ein entsprechendes Maß für dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis) zumindest jeder Zylinderbank ermittelt werden. In Abhängigkeit davon kann die Gemischzusammensetzung für jede Zylinderbank optimal geregelt werden.
  • In einer zweiten Alternative der Erfindung ist eine Lambda-Sonden-Anordnung vorgesehen, die weder die erste, noch die zweite Lambda-Sonde am Ende jedes Teilabgaskrümmers aufweist. Anstelle der ersten Lambda-Sonde wird eine dritte Lambda-Sonde im ersten Teilabgaskrümmer zum Ermitteln eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei dem ersten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylindern einer ersten Zylinderbank, und eine vierte Lambda-Sonde im ersten Teilabgaskrümmer zum Ermitteln eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei dem ersten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylindern der anderen, also der zweiten Zylinderbank angeordnet. Analog dazu ist auch die Lambda-Sonden-Anordnung im zweiten Teilabgaskrümmer ausgestaltet. Hier wird anstelle der zweiten Lambda-Sonde eine analoge dritte Lambda-Sonde im zweiten Teilabgaskrümmer zum Ermitteln eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei dem zweiten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylindern einer ersten Zylinderbank, und eine analoge vierte Lambda-Sonde im zweiten Teilabgaskrümmer zum Ermitteln eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei dem zweiten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylindern der anderen, also der zweiten Zylinderbank angeordnet.
  • Um eine eindeutige Zuordnung der ermittelten Luft-Kraft-Verhältnisse der ersten und zweiten Lambda-Sonde unter Berücksichtigung zumindest einer weiteren Lambda-Sonde zu ermöglichen, sind verschiedene Lambda-Sonden-Anordnungen möglich. Mögliche Ausführungsbeispiele für die oben beschriebenen Anordnungen werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die
    • 1 eine erste Alternative für eine mögliche Lambda-Sonden-Anordnung mit drei Lambda-Sonden,
    • 2 eine zweite Alternative für eine mögliche Lambda-Sonden-Anordnung mit drei Lambda-Sonden,
    • 3 eine dritte Alternative für eine mögliche Lambda-Sonden-Anordnung mit vier Lambda-Sonden,
    • 4 eine vierte Alternative für eine mögliche Lambda-Sonden-Anordnung mit drei Lambda-Sonden,
    • 5 eine fünfte Alternative für eine mögliche Lambda-Sonden-Anordnung mit vier Lambda-Sonden,
    • 6 eine sechste Alternative für eine mögliche Lambda-Sonden-Anordnung mit vier Lambda-Sonden, und
    • 7 eine siebte Alternative für eine mögliche Lambda-Sonden-Anordnung mit vier Lambda-Sonden gemäß der zweiten Alternative.
  • Alle Figuren zeigen eine schematisch dargestellte 8-Zylinder-Brennkraftmaschine in V-Bauart mit einem 90° Winkel zwischen den Zylindern der zwei 4-zylindrischen Zylinderbänke ZB1 und ZB2. In der ersten Zylinderbank ZB1 sind in Reihe die Zylinder Z1, Z2, Z3 und Z4, und in der zweiten Zylinderbank ZB2 die Zylinder Z5, Z6, Z7 und Z8 angeordnet. Die Zylinder Z1 bis Z8 werden bspw. in folgender Reihenfolge befeuert: Zylinder Z1 - Zylinder Z5 - Zylinder Z4 - Zylinder Z8 - Zylinder Z6 - Zylinder Z3 - Zylinder Z7 - Zylinder Z2, wobei der Zündabstand jeweils 90° beträgt. Andere Zündfolgen sind ebenfalls möglich.
  • Die Zylinder Z2, Z3, Z5 und Z8 sind mit einem ersten Teilabgaskrümmer T1, und die Zylinder Z1, Z4, Z6 und Z7 sind mit einem zweiten Teilabgaskrümmer T2 gasführend miteinander verbunden. Der erste Teilabgaskrümmer T1 ist derart aufgebaut, dass er die Abgase der Zylinder Z2 und Z3 an einer ersten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z23, und die Abgase der Zylinder Z5 und Z8 an einer zweiten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z58 zusammenführt. Die beiden zusammenführten Abgase werden anschließend an einer ersten Abgas-Zusammenführungsstelle zz1 vollständig zusammengeführt. Analog dazu ist der zweite Teilabgaskrümmer T2 derart aufgebaut, dass er die Abgase der Zylinder Z1 und Z4 an einer dritten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z14, und die Abgase der Zylinder Z6 und Z7 an einer vierten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z67 zusammenführt. Die beiden zusammenführten Abgase werden anschließend an einer zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle zz2 vollständig zusammengeführt. Die Teilabgaskrümmer T1 und T2 können ihrerseits wiederum in einzelne Abgasanlagen oder in eine gemeinsame Abgasanlage münden.
  • Hinter der ersten Abgas-Zusammenführungsstelle zz1 im ersten Teilabgaskrümmer T1 ist (mit Ausnahme von 4 und 7) eine erste Lambda-Sonde S1 zum Ermitteln eines ersten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem ersten Teilabgaskrümmer T1 zugeordneten Zylinder Z2, Z3, Z5 und Z8 angeordnet. Hinter der zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle zz2 im zweiten Teilabgaskrümmer T2 ist (mit Ausnahme von 7) eine zweite Lambda-Sonde S2 zum Ermitteln eines zweiten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem zweiten Teilabgaskrümmer T2 zugeordneten Zylinder Z1, Z4, Z6 und Z7 angeordnet. Diese Lambda-Sonden-Anordnung ist bei einer 8-Zylinder-Brennkraftmaschine mit getrennten Sauganlagen für beide Zylinderbänke ZB1 und ZB2 und bankübergreifendem Abgaskrümmer bereits bekannt. Mit dieser Anordnung ist jedoch keine bankselektive Ermittlung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über den gesamten Betriebsbereich des Motors zuverlässig und kontinuierlich möglich.
  • Im Folgenden werden verschiedene erfindungsgemäße alternative Lambda-Sonden-Anordnungen aufgezeigt, die eine bankselektive Zuordnung des ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ermöglichen.
  • In der 1 ist dazu eine zusätzliche dritte Lambda-Sonde S3a im zweiten Teilabgaskrümmer T2 angeordnet, die zur Ermittlung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses genau eines Zylinders einer der beiden Zylinderbänke ZB1 oder ZB2, hier des vierten Zylinders Z4 der ersten Zylinderbank ZB1 verwendet wird. Ermittelt diese zusätzliche dritte Lambda-Sonde bspw. ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 1,1 und die beiden anderen Lambda-Sonden ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 1,05, ist erkennbar, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der ersten Zylinderbank ZB1 1,1 und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der zweiten Zylinderbank ZB 2 1,0 ist. Somit wird lediglich die Gemischregelung der ersten Zylinderbank derart verändert, dass sich auch hier ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 1,0 einstellt (was durch die dritte Lambda-Sonde S3a überwacht werden kann). Diese Ausgestaltung der Lambda-Sonden-Anordnung stellt eine kostengünstige Variante dar.
  • Die in 2 dargestellte Lambda-Sonden-Anordnung umfasst zusätzlich zu den beiden Lambda-Sonden S1 und S2 nach der ersten bzw. zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle zz1 bzw. zz2 eine dritte Lambda-Sonde S3b, die innerhalb des Abgaskrümmers derart angeordnet ist, dass sie zur Ermittlung eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern einer Zylinderbank, hier der Zylinder Z2 und Z3 der ersten Zylinderbank ZB1 geeignet ist. Vorteilhafterweise ist sie innerhalb des ersten Teilabgaskrümmers T1 nach der ersten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z23 angeordnet. Diese Ausgestaltung der Lambda-Sonden-Anordnung stellt ebenfalls eine kostengünstige Variante bei guter Genauigkeit dar.
  • Die in der 3 dargestellte Lambda-Sonden-Anordnung umfasst zusätzlich zu der Lambda-Sonden-Anordnung der Lambda-Sonden S1, S2 und S3b (vgl. 2) eine weitere Lambda-Sonde im ersten Teilansaugkrümmer T1. Diese zusätzliche Lambda-Sonde S4b ist innerhalb des Teilansaugkrümmers T1 derart angeordnet, dass sie zur Ermittlung eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern der anderen Zylinderbank ZB2, hier der Zylinder Z5 und Z8 der zweiten Zylinderbank ZB2 geeignet ist. Vorteilhafterweise ist sie innerhalb des ersten Teilabgaskrümmers T1 nach der zweiten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z58 angeordnet. Mithilfe dieser Anordnung kann zusätzlich zu den beiden gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen aller dem ersten und zweiten Teilabgaskrümmer T1 und T2 zugeordneten Zylinder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zweier Zylinder von jeder Bank ZB1 und ZB2 ermittelt werden. Diese Anordnung ermöglicht eine äußerst genaue Ermittlung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer jeden Zylinderbank. Alternativ zu dieser Ausgestaltung können die dritte Lambda-Sonde S3b und die vierte Lambda-Sonde S4b auch in unterschiedlichen Teilabgaskrümmern angeordnet sein. So kann bspw. analog dieser 3 die dritte Lambda-Sonde S3b im ersten Teilabgaskrümmer T1 nach der ersten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z23 angeordnet sein, und eine vierte Lambda-Sonde im zweiten Teilabgaskrümmer nach der Teil-Zusammenführungsstelle z56. Beide Lambda-Sonden ermitteln ein gemitteltes Luft-Kraftstoff-Verhältnis von genau zwei Zylindern einer Zylinderbank (wobei jede Sonde für eine andere Zylinderbank vorgesehen ist).
  • Um die Anzahl der Lambda-Sonden möglichst gering zu halten, wird in der 4 eine Lambda-Sonden-Anordnung dargestellt, die einerseits eine äußerst genaue Ermittlung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer jeden Zylinderbank ZB1 und ZB2 ermöglicht, und andererseits mit nur drei Lambda-Sonden auskommt. Im Unterschied zur Anordnung nach 3 wird hier die erste Lambda-Sonde S1 zur Ermittlung des gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller dem ersten Teilabgaskrümmer T1 zugeordneten Zylindern Z2, Z3, Z5 und Z8 weggelassen.
  • Die Lambda-Sonden-Anordnungen nach 5 und 6 zeichnen sich dadurch aus, dass zusätzlich zu den beiden Lambda-Sonden S1 und S2 jeweils zwei weitere Lambda-Sonden S3a und S4c zur Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses je eines Zylinders von jeder Bank vorgesehen ist. In der 5 ist dazu eine dritte Lambda-Sonde S3a innerhalb des zweiten Teilabgaskrümmers T2 direkt nach dem Ausgang des vierten Zylinders Z4 angeordnet. Die vierte Lambda-Sonde S4c ist innerhalb des zweiten Teilabgaskrümmers T2 direkt nach dem Ausgang des siebten Zylinders Z7 angeordnet. Somit sind innerhalb des zweiten Teilabgaskrümmers T2 drei Lambda-Sonden S2, S3a und S4c angeordnet, wobei die dritte und vierte Lambda-Sonde S3a und S4c zur Ermittlung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses jeweils eines Zylinders von jeder Bank ZB1 und ZB2 dienen.
  • Alternativ sind in der 6 zusätzlich zu den beiden Lambda-Sonden S1 und S2 die dritte Lambda-Sonde S3a innerhalb des zweiten Teilabgaskrümmers T2 direkt nach dem Ausgang des vierten Zylinders Z4 und die vierte Lambda-Sonde S4c innerhalb des ersten Teilabgaskrümmers T1 direkt nach dem Ausgang des achten Zylinders Z8 angeordnet.
  • Schließlich ist in 7 noch eine weitere Lambda-Sonden-Anordnung mit vier Lambda-Sonden S3b, S4b, S3b' und S4b' dargestellt, welche die beste Genauigkeit bei vier Lambda-Sonden bietet. Diese Lambda-Sonden-Anordnung unterscheidet sich von der Lambda-Sonden-Anordnung nach 4 dadurch, dass anstelle der Lambda-Sonde S2 nach der zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle zz2 zur Ermittlung eines zweiten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller dem zweiten Teilabgaskrümmer T2 zugeordneten Zylinder Z1, Z4, Z6 und Z7 eine zur dritten Lambda-Sonde S3b im ersten Teilabgaskrümmer T1 analoge dritte Lambda-Sonde S3b' im zweiten Teilabgaskrümmer T2 nach einer dritten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z14 zum Ermitteln eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern Z1 und Z4 der ersten Zylinderbank ZB1, und eine zur vierten Lambda-Sonde S4b im ersten Teilabgaskrümmer T1 analoge vierte Lambda-Sonde S4b' im zweiten Teilabgaskrümmer T2 nach einer vierten Teil-Abgas-Zusammenführungsstelle z67 zum Ermitteln eines gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern Z6 und Z7 der zweiten Zylinderbank ZB2 angeordnet ist.
  • Alle diese Lambda-Sonden-Anordnungen ermöglichen somit eine verbesserte Regelung der Gemischzusammensetzung einer 8-Zylinder-Brennkraftmaschine mit eingangs beschriebenem Aufbau. In Abhängigkeit vom ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Lambda-Sonden kann durch einen geeigneten Algorithmus das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis jeder Zylinderbank bzw. ein das Luft-Kraftstoff-Verhältnis jeder Zylinderbank wiedergebendes Maß ermittelt werden. In Abhängigkeit davon kann anschließend die Gemischzusammensetzung jeder Zylinderbank unabhängig von der anderen Zylinderbank geregelt werden, so dass sich ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei jeder Zylinderbank einstellt. Dadurch kann eine zuverlässige Gemischregelung für die 8-Zylinder-Brennkraftmaschine mit zylinderbankindividueller Sauganlage und bankübergreifendem Ansaugkrümmer realisiert werden, wodurch Schäden des Katalysators vermieden werden können. Weiter ist dadurch eine Senkung des Anfettungsbedarfs und somit eine Verbrauchseinsparung möglich. Schließlich sind dadurch auch eine einseitige Einleitung einer Tankentlüftung und eine vereinfachte Fehlerdiagnose möglich.

Claims (10)

  1. Lambda-Sonden-Anordnung für 8-Zylinder-Brennkraftmaschinen mit einem Zündabstand der Zylinder von 90° und mit zwei separaten Zylinderbänken (ZB1, ZB2), wobei jeder Zylinderbank (ZB1, ZB2) der Brennkraftmaschine eine separate Sauganlage zugeordnet ist, mit einem bankübergreifenden Abgaskrümmer bestehend aus einem ersten und einem zweiten Teilabgaskrümmer (T1, T2), wobei jeder Teilabgaskrümmer (T1, T2) für eine Zylindergruppe (Z2, Z3, Z5, Z8; Z1, Z4, Z6, Z7) vorgesehen ist, deren Zündabstand 180° beträgt, und der die Abgase der ihm zugeordneten Zylinder (Z2, Z3, Z5, Z8; Z1, Z4, Z6, Z7) an einer Abgas-Zusammenführungsstelle (zz1, zz2) zusammenführt, mit einer ersten oder zweiten Lambda-Sonde (S1, S2) hinter einer ersten Abgas-Zusammenführungsstelle (z11) im ersten Teilabgaskrümmer (T1) zum Ermitteln eines ersten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem ersten Teilabgaskrümmer (T1) zugeordneten Zylinder (Z2, Z3, Z5, Z8) oder hinter einer zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle (zz2) im zweiten Teilabgaskrümmer (T2) zum Ermitteln eines zweiten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem zweiten Teilabgaskrümmer (T2) zugeordneten Zylinder (Z1, Z4, Z6, Z7), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dritte Lambda-Sonde (S3a,S3b) im ersten oder zweiten Teilabgaskrümmer (T1, T2) zum Ermitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der ersten oder zweiten Zylinderbank (ZB1, ZB2) angeordnet ist.
  2. Lambda-Sonden-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Lambda-Sonde (S3a) im ersten oder zweiten Teilabgaskrümmer (T2) derart angeordnet ist, dass mittels dieser dritten Lambda-Sonde (S3a) das Luft-Kraftstoff-Verhältniss genau eines Zylinders (Z4) der ersten oder zweiten Zylinderbank (ZB1) ermittelbar ist.
  3. Lambda-Sonden-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur dritten Lambda-Sonde (S3a) zum Ermitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses genau eines Zylinders (Z4) der ersten oder zweiten Zylinderbank (ZB1) eine vierte Lambda-Sonde (S4c) im zweiten oder ersten Teilabgaskrümmer (T1) derart angeordnet ist, dass mittels dieser vierten Lambda-Sonde (S4c) das Luft-Kraftstoff-Verhältniss genau eines Zylinders (Z7, Z8) der anderen Zylinderbank (ZB2) ermittelbar ist.
  4. Lambda-Sonden-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und vierte Lambda-Sonde (S3a, S4c) zum Ermitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses genau eines Zylinders (Z4, Z7) einer Zylinderbank (ZB1, ZB2) im gleichen Teilabgaskrümmer (T2) angeordnet sind.
  5. Lambda-Sonden-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Lambda-Sonde (S3b) im ersten oder zweiten Teilabgaskrümmer (T1) derart angeordnet ist, dass mittels dieser dritten Lambda-Sonde (S3b) das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältniss von genau zwei Zylindern (Z2, Z3) einer Zylinderbank (ZB1) ermittelbar ist.
  6. Lambda-Sonden-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur dritten Lambda-Sonde (S3b) zum Ermitteln des gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern (Z2, Z3) der ersten oder zweiten Zylinderbank (ZB1) eine vierte Lambda-Sonde (S4b) im ersten oder zweiten Teilabgaskrümmer (T1) derart angeordnet ist, dass mittels dieser vierten Lambda-Sonde (S4b) das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältniss von genau zwei Zylindern (Z5, Z8) der anderen Zylinderbank (ZB2) ermittelbar ist.
  7. Lambda-Sonden-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und vierte Lambda-Sonde (S3b, S4b) zum Ermitteln des gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern (Z2, Z3; Z5, Z8) einer jeden Zylinderbank (ZB1, ZB2) im gleichen Teilabgaskrümmer (T1) angeordnet sind.
  8. Lambda-Sonden-Anordnung für 8-Zylinder-Brennkraftmaschinen mit einem Zündabstand der Zylinder von 90° und mit zwei separaten Zylinderbänken (ZB1, ZB2), wobei jeder Zylinderbank (ZB1, ZB2) der Brennkraftmaschine eine separate Sauganlage zugeordnet ist, mit einem bankübergreifenden Abgaskrümmer bestehend aus einem ersten und einem zweiten Teilabgaskrümmer (T1, T2), wobei jeder Teilabgaskrümmer (T1, T2) für eine Zylindergruppe (Z2, Z3, Z5, Z8; Z1, Z4, Z6, Z7) vorgesehen ist, deren Zündabstand 180° beträgt, und der die Abgase der ihm zugeordneten Zylinder (Z2, Z3, Z5, Z8; Z1, Z4, Z6, Z7) an einer Abgas-Zusammenführungsstelle (zz1, zz2) zusammenführt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dritte und vierte Lambda-Sonde (S3b, S4b) im ersten Teilabgaskrümmer (T1) zum Ermitteln des gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern (Z2, Z3; Z5, Z8) einer jeden Zylinderbank (ZB1, ZB2), und eine analoge dritte und vierte Lambda-Sonde (S3b', S4b') im zweiten Teilabgaskrümmer (T2) zum Ermitteln des gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von genau zwei Zylindern (Z1, Z4; Z6, Z7) einer jeden Zylinderbank (ZB1, ZB2) angeordnet sind.
  9. Lambda-Sonden-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu einer ersten Lambda-Sonde (S1) hinter der ersten Abgas-Zusammenführungsstelle (zz1) im ersten Teilabgaskrümmer (T1) zum Ermitteln eines ersten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem ersten Teilabgaskrümmer zugeordneten Zylinder (Z2, Z3, Z5, Z8) eine zweite Lambda-Sonde (S2) hinter der zweiten Abgas-Zusammenführungsstelle (zz2) im zweiten Teilabgaskrümmer (T2) zum Ermitteln eines zweiten gemittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aller diesem zweiten Teilabgaskrümmer (T2) zugeordneten Zylinder (Z1, Z4, Z6, Z7) angeordnet ist.
  10. Verfahren zur Regelung der Gemischzusammensetzung einer 8-Zylinder-Brennkraftmaschine mit einem Zündabstand der Zylinder (Z2, Z3, Z5, Z8; Z1, Z4, Z6, Z7) von 90° und mit zwei separaten Zylinderbänken (ZB1, ZB2), wobei jeder Zylinderbank (ZB1, ZB2) der Brennkraftmaschine eine separate Sauganlage zugeordnet ist, mit einem bankübergreifenden Abgaskrümmer und einer Lambda-Sonden-Anordnung (S1, S2, S3a, S3b, S4b, S4c, S3b', S4b') nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von den mittels der Lambda-Sonden (S1, S2, S3a, S3b, S4b, S4c, S3b', S4b') ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen ein erstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein erstes Maß für das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis der ersten Zylinderbank (ZB1) und ein zweites Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein zweites Maß für das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis der zweiten Zylinderbank (ZB2) ermittelt wird, und die Gemischzusammensetzung jeder Zylinderbank (ZB1, ZB2) in Abhängigkeit vom ersten und zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder vom ermittelten Maß für das gemittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis der entsprechenden Zylinderbank (ZB1, ZB2) geregelt wird.
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