DE102010005788B4

DE102010005788B4 - Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102010005788B4
Application number: DE102010005788.6A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Garwon Maiko; Michael Schnaubelt
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2030-01-26
Also published as: DE102010005788A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, wobei zur Bildung eines Zündzeitpunktes, mit dem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden soll, eine Vorsteuerungsfunktion (1), eine Drehmomentregelungsfunktion (4) und eine Klopfregelungsfunktion (3) zusammenwirken, wobei von der Vorsteuerungsfunktion (1) ein Basiszündzeitpunkt vorgegeben wird, wobei von der Drehmomentregelungsfunktion (4) und von der Klopfregelungsfunktion (3) ein relativer Stelleingriff auf den Basiszündzeitpunkt ausgeübt werden kann, wobei der relative Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) auf den Basiszündzeitpunkt eines Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine mit einer klopfenden Verbrennung in Abhängigkeit des relativen Stelleingriffs der Drehmomentregelungsfunktion (4) eines vorangegangenen Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine ohne eine klopfende Verbrennung erfolgt, wobei der relative Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion (4) gespeichert wird, wenn die Klopfregelungsfunktion (3) keinen Stelleingriff auf den Basiszündzeitpunkt ausübt, wobei bei einem zeitlich folgenden Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) die Bildung des Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion (3) in Abhängigkeit des zeitlich vorher gespeicherten Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion (4) erfolgt, wobei zur Berücksichtigung des bei einem vorangegangenen Arbeitsspiel gespeicherten Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion (4) ohne eine klopfende Verbrennung bei einem folgenden Arbeitsspiel mit klopfender Verbrennung eine Summe aus dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) und dem gespeicherten Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion (4) gebildet wird, wobei eine Gegenüberstellung dieser Summe mit dem für das betrachtete Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine auszuübenden Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion (4) erfolgt, wobei gemäß dieser Gegenüberstellung der Stelleingriff für eine Ausübung auf den Basiszündzeitpunkt ausgewählt wird, der mit größerer Wahrscheinlichkeit das Auftreten klopfender Verbrennungen verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2.
Es ist allgemein bekannt, zum möglichst effizienten und umweltschonenden Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine den Zündzeitpunkt beziehungsweise den Zündwinkel mittels einer Vorsteuerung in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen. Aus der DE 10 2006 056 708 A1 ist es weiterhin vorbekannt, zylinderindividuell eine aktuelle Verbrennungslage zu bestimmen und beispielsweise in Verbindung mit zylinderindividuellen Stelleingriffen über den Zündzeitpunkt die Verbrennungslage zu regeln. Außerdem ist es allgemein bekannt, in Abhängigkeit von Klopfereignissen zylinderindividuelle Stelleingriffe über den Zündzeitpunkt vorzunehmen. Darüber hinaus ist es vorbekannt, eine Regelung des Drehmomentes einer Verbrennungskraftmaschine vorzunehmen, wobei ebenfalls Stelleingriffe über den Zündzeitpunkt vorgenommen werden. Bei dem Zusammenwirken dieser Funktionen, die auf den Zündungspfad der Verbrennungskraftmaschine zugreifen, können sich jedoch die einzelnen Stelleingriffe zum Teil oder aber auch vollständig kompensieren beziehungsweise überlagern. Beispielsweise kann der Fall eintreten, dass bei einem Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine die Drehmomentregelungsfunktion ausgehend von dem von der Vorsteuerung bereitgestellten Basiszündzeitpunkt einen Stelleingriff in Form eines Zündzeitpunkteingriffes von minus 3 Grad Kurbelwinkel vornimmt, um beispielsweise einen Drehmomentvorhalt sicherzustellen. Tritt trotz des relativ späten Zündzeitpunktes mit dem Betrag des Basiszündzeitpunktes minus 3 Grad Kurbelwinkel eine klopfende Verbrennung bei diesem Arbeitsspiel auf und ergibt sich außerdem über die Drehmomentregelungsfunktion die neue Vorgabe, für das folgende Arbeitsspiel den Drehmomentvorhalt vollständig aufzuheben, würde der von der Klopfregelung vorgegebene Stelleingriff in Form eines Zündzeitpunkteingriffes von beispielsweise minus 3 Grad Kurbelwinkel im vollen Umfang aufgehoben werden, so dass wieder mit dem Zündzeitpunkt gezündet wird, bei dem schon eine klopfende Verbrennung stattgefunden hat, so dass weiteren klopfenden Verbrennungen nicht effektiv entgegengewirkt wird. Hinsichtlich eines sicheren Betriebes einer Verbrennungskraftmaschine ist diese gegenseitige Beeinflussung von unterschiedlichen Funktionen kritisch zu bewerten.
Weiterhin ist gemäß der DE 100 26 755 A1 ein Verfahren zur Klopfregelung eines Verbrennungsmotors Stand der Technik mit folgenden Schritten: - Feststellen einer klopfenden Verbrennung bei einem ermittelten, aus einem vorherigen Betriebszustand stammenden, ersten Basiszündwinkel in einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors; - Einstellen eines neuen, den vorliegenden Betriebszustand berücksichtigenden, zweiten Basiszündwinkels. Hierbei ist vorgesehen, dass zur betriebsgünstigen, klopfregelnden Einstellung des zweiten Basiszündwinkels eine Abfrage in Bezug auf das Größenverhältnis zwischen einem zur Wirkungsgradreduzierung dienenden Sollzündwinkel und dem ersten Basiszündwinkel erfolgt. Bei einem im Vergleich zum ersten Basiszündwinkel kleineren Sollzündwinkel erfolgt eine Zündwinkelspätverstellung mit einem neu einzustellenden Verstellungswert, der aus der Summe eines vorher festgelegten, konstanten Spätverstellungswerts und eines angepassten, variablen Spätverstellungswertes gebildet wird.
Darüber hinaus ist gemäß der DE 197 40 365 A1 ein Verfahren zur Bestimmung des Zündwinkels in Zündanlagen für Brennkraftmaschinen mit integrierter Klopfregelung Stand der Technik, wobei ein Grundzündwinkel aufgrund ermittelter Betriebsparameter anhand eines abgespeicherten Kennfeldes bestimmt wird. Die Klopfregelung bestimmt nach auftretendem Klopfen einen Klopfregelzündwinkel, der später liegt als der Grundzündwinkel, wobei bei klopffreien Verbrennungen der Klopfregelzündwinkel schrittweise wieder in Richtung früh verändert wird. Weiterhin ist eine Drehmomenten-Schnittstelle integriert, die aufgrund der Betriebsparameter und/oder vom Fahrer gewünschter Anforderungen einen drehmomentenoptimierten Zündwinkel bestimmt, und wobei der Klopfregelzündwinkel der frühestzulässige Zündwinkel ist, der vom Steuergerät ausgegeben wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welches eine sichere und effiziente Koordination von Funktionen des Zündungspfades einer Verbrennungskraftmaschine erlaubt.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
Erfindungsgemäß wird in einer ersten Ausführung ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, wobei zur Bildung eines Zündzeitpunktes, mit dem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden soll, eine Vorsteuerungsfunktion, eine Drehmomentregelungsfunktion und eine Klopfregelungsfunktion zusammenwirken, wobei von der Vorsteuerungsfunktion ein Basiszündzeitpunkt vorgegeben wird, wobei von der Drehmomentregelungsfunktion und von der Klopfregelungsfunktion ein relativer Stelleingriff auf den Basiszündzeitpunkt ausgeübt werden kann, wobei der relative Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion auf den Basiszündzeitpunkt eines Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine mit einer klopfenden Verbrennung in Abhängigkeit des relativen Stelleingriffs der Drehmomentregelungsfunktion eines vorangegangenen Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine ohne eine klopfende Verbrennung erfolgt.
Erfindungsgemäß wird in einer zweiten Ausführung ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, wobei zur Bildung eines Zündzeitpunkts, mit dem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden soll, eine Vorsteuerungsfunktion, eine Drehmomentregelungsfunktion und eine Klopfregelungsfunktion zusammenwirken, wobei von der Vorsteuerungsfunktion ein Basiszündzeitpunkt vorgegeben wird, wobei von der Drehmomentregelungsfunktion ein absoluter Zündzeitpunkt vorgegeben wird, wobei eine Gegenüberstellung des Basiszündzeitpunkts von der Vorsteuerungsfunktion und des absoluten Zündzeitpunkts von der Drehmomentregelungsfunktion erfolgt, wobei der jeweils zeitlich spätere Zündzeitpunkt gemäß dieser Gegenüberstellung einer weiteren Verarbeitung bereitgestellt wird, wobei von der Klopfregelungsfunktion ein relativer Stelleingriff auf den jeweils zeitlich späteren Zündzeitpunkt ausgeübt werden kann, wobei eine Differenz zwischen dem absoluten Zündzeitpunkt von der Drehmomentregelungsfunktion und dem Basiszündzeitpunkt von der Vorsteuerungsfunktion gebildet wird, wobei der relative Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion auf den jeweils zeitlich späteren Zündzeitpunkt eines Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine mit einer klopfenden Verbrennung in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem absoluten Zündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion und dem Basiszündzeitpunkt der Vorsteuerungsfunktion eines vorangegangenen Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine ohne eine klopfende Verbrennung erfolgt.
Erfindungsgemäß wird gemäß diesen beiden Ausführungen dadurch eine gegenseitige Beeinflussung der Funktionen vermieden, die auf den Zündungspfad der Verbrennungskraftmaschine zugreifen, dass eine Berücksichtigung eines relativen Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion oder einer absoluten Zündzeitpunktvorgabe der Drehmomentregelungsfunktion eines vorangegangenen Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine ohne eine klopfende Verbrennung bei einem folgenden Arbeitsspiel mit einer klopfenden Verbrennung erfolgt.
Bevorzugt wird in der ersten Ausführung der relative Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion gespeichert, wenn die Klopfregelungsfunktion keinen Stelleingriff auf den Basiszündzeitpunkt ausübt, wobei bei einem möglichen zeitlich folgenden Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion die Bildung des Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion in Abhängigkeit des zeitlich vorher gespeicherten Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion erfolgt. Die Berücksichtigung eines bei einem Arbeitsspiel, insbesondere bei dem jeweils unmittelbar vorangegangenen Arbeitsspiel, gespeicherten Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion ohne eine klopfende Verbrennung bei einem folgenden Arbeitsspiel mit klopfender Verbrennung erfolgt erfindungsgemäß vorteilhaft dadurch, dass eine Summe aus dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion und dem gespeicherten Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion gebildet wird, wobei eine Gegenüberstellung dieser Summe mit dem für das betrachtete Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine auszuübenden Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion erfolgt, wobei gemäß dieser Gegenüberstellung der Stelleingriff für eine Ausübung auf den Basiszündzeitpunkt ausgewählt wird, der mit größerer Wahrscheinlichkeit das Auftreten klopfender Verbrennungen verhindert.
Bevorzugt wird in der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung bei einer nicht klopfenden Verbrennung eine Variable mit der Differenz zwischen dem absoluten Zündzeitpunkt, der von der Drehmomentregelungsfunktion vorgegeben wird, und dem Basiszündzeitpunkt, der von der Vorsteuerungsfunktion vorgegeben wird, beschrieben, wobei wenn bei einem folgenden und insbesondere einem unmittelbar folgenden Arbeitsspiel eine klopfende Verbrennung auftritt, die Variable beziehungsweise die darin geschriebene Differenz gespeichert wird, wobei zur Sicherstellung, dass der Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion nicht durch die Vorgabe eines anderen absoluten Zündzeitpunktes durch die Drehmomentregelungsfunktion kompensiert wird, eine auf null begrenzte weitere Differenz zwischen der in die Variable geschriebenen Differenz und der gespeicherten Differenz gebildet wird und zu dem aktuellen Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion hinzuaddiert wird. Für den Fall, dass die Klopfregelungsfunktion einen Stelleingriff im Sinne einer Spätverstellung des Zündzeitpunktes vornimmt und gleichzeitig eine Vorgabe eines absoluten Zündzeitpunktes durch die Drehmomentregelungsfunktion erfolgt, wobei der absolute Zündzeitpunkt von der Drehmomentregelungsfunktion im Vergleich zum Basiszündzeitpunkt der Vorsteuerungsfunktion spät liegt, wird zur Vermeidung eines doppelten Rückzuges des Zündzeitpunktes eine auf null begrenzte Summe des Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion und einer dann positiven Differenz zwischen der aktuell in die Variable geschriebenen Differenz und der gespeicherten Differenz gebildet, wobei diese Summe zu dem aktuellen absoluten Zündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion hinzuaddiert wird.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß bei beiden Ausführungen der jeweils gerade zweckmäßige Zündzeitpunkt selektiert, so dass unabhängig von möglichen simultan stattfindenden Stelleingriffen der Drehmomentregelungsfunktion für einen sicheren Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine notwendige Stelleingriffe der Klopfregelungsfunktion ausgeübt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insofern effektiv, da wenig Speicherplatz vorgesehen werden muss und nur wenig Rechenkapazität aufgewendet werden muss, bei der Summenbildung und Gegenüberstellung.
Figurenliste
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen, hierbei zeigen

1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie allgemein bekannt, umfasst eine Vorrichtung zur Steuerung und Regelung einer Verbrennungskraftmaschine, auch häufig einfach als Steuergerät bezeichnet, Verfahren beziehungsweise Funktionsumfänge zur Bereitstellung einer Information, mit welchem Zündzeitpunkt die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden soll. Hierbei wirken insbesondere eine Vorsteuerungsfunktion 1, eine Verbrennungslageregelungsfunktion 2, eine Klopfregelungsfunktion 3 und eine Drehmomentregelungsfunktion 4 zusammen. Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zur Koordination von Stelleingriffen dieser Funktionen beschrieben. Ausgangspunkt ist dabei die Vorsteuerungsfunktion 1, mittels der in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine ein dazugehöriger Basiszündzeitpunkt Ign_agBas für eine weitere Verarbeitung bereitgestellt wird. Da im Allgemeinen davon ausgegangen werden muss, dass die Vorsteuerungsfunktion 1 nicht in jedem Betriebspunkt den bestmöglichen Zündzeitpunkt bereitstellen kann, ist ein zusätzlicher Stelleingriff durch die Verbrennungslageregelungsfunktion 2 in Form eines Differenzzündzeitpunkts Ign_ag50Delta notwendig, um den vorgesteuerten Basiszündzeitpunkt Ign_agBas zu korrigieren und so die gewünschte Soll-Lage des 50%-Energieumsatzpunktes als ein mögliches Kriterium für die Wahl des Basiszündzeitpunkts Ign_agBas einhalten zu können. Die Aktivierung der Verbrennungslageregelungsfunktion 2 erfolgt in Abhängigkeit von insgesamt fünf Bedingungen. Eine erste Bedingung dient dazu, sicherzustellen, dass es weder von der Drehmomentregelungsfunktion 4, noch von der Klopfregelungsfunktion 3 einen Stelleingriff bei einem zurückliegenden Arbeitsspiel gab. Dies erfolgt bevorzugt durch einen Vergleich des korrigierten Basiszündzeitpunkts Ign_agBasCor [k-1] mit dem tatsächlich ausgegebenen Zündzeitpunkt Ign_agOut [k-1] des zurückliegenden Arbeitsspieles [k-1]. Sind diese beiden Größen gleich groß, so ist kein Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion 4 und kein Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 bei einem vorhergehenden Arbeitsspiel erfolgt. Eine zweite Bedingung dient dazu, sicherzustellen, dass die aktuelle Verbrennung beziehungsweise das aktuelle Arbeitsspiel klopffrei ist, also der Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta gleich null ist. Damit soll vermieden werden, dass die Verbrennungslageregelungsfunktion 2 eine Frühverstellung des Zündzeitpunkts vornehmen kann, während die Klopfregelungsfunktion 3 gleichzeitig auf die als klopfend erkannte Verbrennung mit einem Zündzeitpunktrückzug reagiert. Eine dritte Bedingung prüft, ob eine aktuell ermittelte Soll-Lage des 50%-Energieumsatzpunktes Ign_bVlvAg50EstimSys für die aktuelle Verbrennung gültig ist. Eine vierte Bedingung prüft, ob der ausgegebene Zündzeitpunkt mit einer temperaturabhängigen Korrektur Ign_agDeltaWup beaufschlagt ist. Eine fünfte Bedingung prüft, ob der vorgesteuerte Zündzeitpunkt aus der Vorsteuerungsfunktion 1 mit einem durch den Applikateur gewählten zylinderindividuellen Offset beaufschlagt wurde. In diesem Fall wird geprüft, ob eine Statusvariable gesetzt ist (Ign_stAgBasApp_C nimmt den logischen Wert true an). Sind alle fünf Bedingungen erfüllt, kann die Verbrennungslageregelungsfunktion 2 einen Stelleingriff Ign_ag50Delta berechnen. Insbesondere wird der aktuell vorgesteuerte Basiszündzeitpunkt Ign_agBas mit dem Differenzzündzeitpunkt Ign_ag50Delta der Verbrennungslageregelungsfunktion 2 beaufschlagt und als korrigierter Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor weiterverarbeitet. Weiterhin stellt die Drehmomentregelungsfunktion 4 einen Stelleingriff in Form eines Differenzzündzeitpunkts Ign_agDeltaMdI bereit. Erfindungsgemäß wirken die Drehmomentregelungsfunktion 4 und die Klopfregelungsfunktion 3 in Abhängigkeit einer Auswahl, wobei demgemäß entschieden wird, ob der Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agDeltaMdI oder der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta zu dem korrigierten Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor hinzuaddiert wird, um den letztendlich ausgegebenen und lediglich noch in Bezug auf die arbeitspunktabhängige Brennverfahrensgrenze zu limitierenden Zündzeitpunkt Ign_agOut zu bestimmen. Der auszugebende Zündzeitpunkt Ign_agOut wird demgemäß bezüglich der Brennverfahrensgrenze limitiert, insbesondere mittels einer Maximum-Funktion, MAX(Ign_agOut, Ign_agMin). Erfindungsgemäß wird nun der kleinste, d. h. der betragsmäßig größte aber negative Differenzzündzeitpunkt ausgewählt, wobei zwischen dem Differenzzündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agDeltaMdl, der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta und einem Summen-Differenzzündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion 4 ein Arbeitsspiel zuvor Ign_agDeltaMdl_old und dem aktuellen Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta selektiert wird. Die Hinzunahme dieses vergangenen Differenzzündzeitpunkts der Drehmomentregelungsfunktion 4 zuvor Ign_agDeltaMdI_old gewährleistet erfindungsgemäß, dass sich die Stelleingriffe der Drehmomentregelungsfunktion 4 und der Klopfregelungsfunktion 3 nicht gegenseitig kompensieren. Erfindungsgemäß wird daher bei einer nicht klopfenden Verbrennung der Differenzzündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agDeltaMdI in ein Array geschrieben und im Fall eines zukünftigen Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion 3 mit berücksichtigt. Wird beispielsweise von der Vorsteuerungsfunktion 1 ein Basiszündzeitpunkt Ign_agBas von 25 Grad Kurbelwinkel bereitgestellt und die Verbrennungslageregelungsfunktion 2 übt einen Stelleingriff in Form eines Differenzzündzeitpunkts Ign_ag50Delta von plus 1 Grad Kurbelwinkel bezogen auf den Basiszündzeitpunkt Ign_agBas aus, dann ergibt sich ein korrigierter Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor von 26 Grad Kurbelwinkel. Angenommen es liegt keine klopfende Verbrennung vor und wird von der Klopfregelungsfunktion 3 dem Block 5 ein entsprechendes Signal zugeführt, dann wird der Stelleingriff von der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agDeltaMdl von beispielsweise minus 3 Grad Kurbelwinkel dem korrigierten Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor zugeführt, so dass der Zündzeitpunkt Ign_agOut von 23 Grad Kurbelwinkel bereitsteht. Block 5 dient folglich dazu, zu entscheiden, ob ein Stelleingriff von der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agDeltaMdI einer Gegenüberstellung mit der Summe aus dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta und dem vergangenen Differenzzündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion 4 zuvor Ign_agDeltaMdI_old zugeführt wird oder nicht. Da keine klopfende Verbrennung vorliegt, wird der Differenzzündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agDeltaMdI von minus 3 Grad Kurbelwinkel in ein Array geschrieben beziehungsweise der Wert Ign_agDeltaMdl_old gebildet, der im Fall eines zukünftigen Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion 3 mit berücksichtigt wird. Angenommen, bei einem folgenden Arbeitsspiel bestehen die gleichen Vorsteuerparameter und es liegt eine klopfende Verbrennung vor und es wird von der Vorsteuerungsfunktion 1 ein Basiszündzeitpunkt Ign_agBas von 25 Grad Kurbelwinkel bereitgestellt und die Verbrennungslageregelungsfunktion 2 übt keinen Stelleingriff in Form eines Differenzzündzeitpunkts Ign_ag50Delta aus, da nicht alle Bedingungen zur Ausführung einer Regelung der Verbrennungslage vorliegen, dann ergibt sich ein korrigierter Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor von 25 Grad Kurbelwinkel. Erfolgt in einem nachfolgenden Arbeitsspiel eine klopfende Verbrennung, dann wird von der Klopfregelungsfunktion 3 dem Block 5 ein entsprechendes Signal zugeführt, so dass die erfindungsgemäße Gegenüberstellung stattfindet. Demgemäß wird eine Summe aus dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta von beispielsweise minus 3 Grad Kurbelwinkel und dem zuvor gespeicherten Differenzzündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion 4 zuvor Ign_agDeltaMdl_old von minus 3 Grad Kurbelwinkel gebildet, also minus 6 Grad Kurbelwinkel. Diese Summe von minus 6 Grad Kurbelwinkel ist nun bei der Gegenüberstellung im Vergleich zu dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta von minus 3 Grad Kurbelwinkel und dem infolge einer gleichzeitig auftretenden Änderung des Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agDeltaMdl auf 0 Grad Kurbelwinkel, beispielsweise infolge einer Reduzierung beziehungsweise einer Aufhebung einer Drehmomentreserve, der kleinste Wert, beziehungsweise der späteste Zündzeitpunkt, mit dem sicher klopfende Verbrennungen vermieden werden können. Dieser Wert von minus 6 Grad Kurbelwinkel wird weiterhin dem korrigierten Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor zugeführt, so dass ein Zündzeitpunkt Ign_agOut von 19 Grad Kurbelwinkel bereitsteht. Die beispielhaft genannten Angaben in Grad Kurbelwinkel beziehen sich auf Grad Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt, in dessen Bereich eine Zündung erfolgt.
In einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung gemäß 2 ist es vorgesehen, dass die Drehmomentregelung 4 keinen Stelleingriff in Form eines Differenzzündzeitpunkts Ign_agDeltaMdI, also keinen relativen Wert eines Zündzeitpunkts bereitstellt, sondern einen absoluten Wert eines Zündzeitpunkts, in Form eines Absolutzündzeitpunkts Ign_agCtlMdI bereitstellt. Gemäß 2 ist nur der Teil der zweiten Ausführung dargestellt, der sich von der ersten Ausführung gemäß 1 unterscheidet. Mit anderen Worten sind alle nicht in 2 gezeigten Teile der zweiten Ausführung mit den Teilen der ersten Ausführung gemäß 1 identisch. Der Absolutzündzeitpunkt Ign_agCtlMdI wird gemäß 2 dem Basiszündzeitpunkt Ign_agBas gegenübergestellt, wobei der jeweils geringere Wert den Block 6 passiert und einer weiteren Verarbeitung zur Verfügung steht. Mit anderen Worten erfolgt eine Begrenzung des Absolutzündzeitpunkts Ign_agCtlMdI auf den korrigierten Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor, so dass der Absolutzündzeitpunkts Ign_agCtlMdI kleinere Werte als der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor annehmen kann, aber maximal gleich dem korrigierten Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor sein kann. Liegt eine klopfende Verbrennung vor, wird ein Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta bereitgestellt und zu dem jeweils zeitlich späteren Zündzeitpunkt gemäß der Gegenüberstellung in Block 6 hinzugerechnet. Um nun zu verhindern, dass ein Arbeitsspiel weiter der Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta durch einen zeitlich dann relativ früh liegenden Absolutzündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 wieder kompensiert wird, erfolgt zunächst eine Berechnung einer Differenz zwischen dem absoluten Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4, der stets kleiner oder gleich dem korrigierten Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor ist, und dem korrigierten Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor. Diese Differenz ist folglich immer negativ. Im Fall einer nicht klopfenden Verbrennung wird diese Differenz in die Variable Ign_agDiffRef geschrieben. Tritt jetzt eine klopfende Verbrennung auf, so wird diese Differenz Ign_agDiffRef zwar weiterhin berechnet, wird aber jetzt in die Variable Ign_agDiff geschrieben. Im nächsten Schritt wird die Differenz zwischen Ign_agDiffRef und Ign_agDiff berechnet. Um nun sicherzustellen, dass der Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta nicht und auch nicht teilweise kompensiert wird, wird die Differenz zwischen Ign_agDiffRef und Ign_agDiff zum aktuellen Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta hinzuaddiert - vorausgesetzt, die neue Differenz ist kleiner null. Anderenfalls erfolgt kein zusätzlicher Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta, da die Drehmomentregelungsfunktion 4 von sich aus den tatsächlich ausgegebenen Zündzeitpunkt Ign_agOut schon ausreichend beeinflusst. Um das beschriebene Verhalten anhand eines Beispieles darzustellen, wird zunächst angenommen, dass bei einem Arbeitsspiel [k] keine klopfende Verbrennung vorliegt und der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor konstant 30 Grad Kurbelwinkel beträgt. Der absolute Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 beträgt für dieses Arbeitsspiel 25 Grad Kurbelwinkel. Damit beträgt die Differenz Ign_agDiffRef = 25 Grad Kurbelwinkel - 30 Grad Kurbelwinkel = -5 Grad Kurbelwinkel für dieses Arbeitsspiel [k]. Bei dem darauffolgenden Arbeitsspiel [k+1] liegt nun eine klopfende Verbrennung vor, wobei für dieses Arbeitsspiel [k+1] der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor gleichbleibend konstant 30 Grad Kurbelwinkel und der absolute Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 gleichbleibend 25 Grad Kurbelwinkel und somit die Differenz Ign_agDiffRef = 25 Grad Kurbelwinkel - 30 Grad Kurbelwinkel = -5 Grad Kurbelwinkel gleichbleibend für dieses Arbeitsspiel [k+1] ist. Die Klopfregelungsfunktion 3 bedingt durch die klopfende Verbrennung einen Stelleingriff Knk_agDelta von -3 Grad Kurbelwinkel, so dass mit Wirkung für das kommende Arbeitsspiel [k+2], der klopfenden Verbrennung entgegengewirkt werden kann, durch eine Spätverstellung des Zündzeitpunktes Ign_agOut. Bei dem Arbeitsspiel [k+2] beträgt der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor gleichbleibend konstant 30 Grad Kurbelwinkel, jedoch der absolute Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 liegt nun bei 29 Grad Kurbelwinkel, so dass die Differenz Ign_agDiffRef = 29 Grad Kurbelwinkel - 30 Grad Kurbelwinkel = -1 Grad Kurbelwinkel für dieses Arbeitsspiel [k+2] ist. Da die Verbrennung [k+1] zuvor klopfend verlaufen ist, wird jetzt die Differenz Ign_agDiffRef = -1 Grad Kurbelwinkel in die Variable Ign_agDiff geschrieben. Erfindungsgemäß wird nun die Differenz zwischen den beiden Differenzen Ign_agDiffRef und Ign_agDiff gebildet. Gemäß dem Beispiel beträgt diese Differenz Ign_agDiffRef - Ign_agDiff = -5 Grad Kurbelwinkel - (-1) Grad Kurbelwinkel = -4 Grad Kurbelwinkel. Der tatsächlich ausgegebene Zündzeitpunkt Ign_agOut berechnet sich nun wie folgt: $\begin{array}{l} Min (l g n_a g B a s C o r, l g n_a g M d l C t l) + K n k_a g D e l t a + Min (0, l g n_a g D i f f R e f - \\ l g n_a g D i f f) \\ = 29 Grad Kurbelwinkel + (- 3 Grad Kurbelwinkel) + (- 4 Grad Kurbelwinkel) = 22 \\ Grad Kurbelwinkel . \end{array}$
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Frühverstellung durch die Drehmomentregelungsfunktion 4 nicht zu einer Beeinflussung oder sogar zu einer vollständigen Kompensation des Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta führt. Um anderenfalls eine doppelte Spätverstellung des Zündzeitpunktes unterbinden zu können, also für den Fall, dass ein Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta in Form einer Spätverstellung vorliegt und auch ein relativ spät liegender absoluter Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI von der Drehmomentregelungsfunktion 4 vorgegeben wird, wird die auf null begrenzte Summe aus dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion Knk_agDelta und der positiven Differenz (Ign_agDiffRef - Ign_agDiff) zu dem absoluten Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 hinzugerechnet. Als Gleichung geschrieben ergibt sich für den umzusetzenden Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3: $Min (0, K n k_a g D e l t a + Max (0, l g n_a g D i f f R e f - l g n_a g D i f f))$
Durch die Minimumfunktion ist sichergestellt, dass der berechnete Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta nie größer null werden kann. Sollte die Drehmomentregelungsfunktion 4 bereits eine Spätverstellung des Zündzeitpunktes bedingen, so wird diese Spätverstellung durch die Drehmomentregelungsfunktion 4 mit dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion 3 Knk_agDelta verrechnet. Ist die Spätverstellung des Zündzeitpunktes durch die Drehmomentregelungsfunktion 4 stärker als die der Klopfregelungsfunktion 3, so wird der absolute Zündzeitpunkt von der Drehmomentregelungsfunktion 4 Ign_agCtlMdI an die Ausgabe des Zündungszeitpunktes Ign_agOut weitergeleitet. Gemäß 2 ist außerdem eine Umgehung 7 des Blockes 8 vorgesehen, so dass, für den Fall, dass keine klopfende Verbrennung vorliegt, der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor einschließlich einer möglichen Beeinflussung durch eine temperaturabhängige Korrektur Ign_agDeltaWup als tatsächlicher Zündzeitpunkt Ign_agOut ausgegeben wird. Um das beschriebene Verhalten anhand eines Beispieles zu beschreiben, wird zunächst angenommen, dass bei einem Arbeitsspiel [k] keine klopfende Verbrennung vorliegt und der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor konstant 30 Grad Kurbelwinkel beträgt. Der absolute Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 beträgt für dieses Arbeitsspiel 25 Grad Kurbelwinkel. Damit beträgt die Differenz Ign_agDiffRef = 25 Grad Kurbelwinkel - 30 Grad Kurbelwinkel = -5 Grad Kurbelwinkel für dieses Arbeitsspiel [kj. Bei dem darauffolgenden Arbeitsspiel [k+1] liegt nun eine klopfende Verbrennung vor, wobei für dieses Arbeitsspiel [k+1] der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor gleichbleibend konstant 30 Grad Kurbelwinkel und der absolute Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 gleichbleibend 25 Grad Kurbelwinkel und somit die Differenz Ign_agDiffRef = 25 Grad Kurbelwinkel - 30 Grad Kurbelwinkel = -5 Grad Kurbelwinkel gleichbleibend für dieses Arbeitsspiel [k+1] ist. Die Klopfregelungsfunktion 3 bedingt durch die klopfende Verbrennung einen Stelleingriff Knk_agDelta von -3 Grad Kurbelwinkel, so dass mit Wirkung für das kommende Arbeitsspiel [k+2] der klopfenden Verbrennung entgegengewirkt werden kann, durch eine Spätverstellung des Zündzeitpunktes Ign_agOut. Bei dem Arbeitsspiel [k+2] beträgt der korrigierte Basiszündzeitpunkt Ign_agBasCor gleichbleibend konstant 30 Grad Kurbelwinkel, jedoch der absolute Zündzeitpunkt Ign_agCtlMdI der Drehmomentregelungsfunktion 4 liegt nun bei 22 Grad Kurbelwinkel, so dass die Differenz Ign_agDiffRef = 22 Grad Kurbelwinkel - 30 Grad Kurbelwinkel = -8 Grad Kurbelwinkel für dieses Arbeitsspiel [k+2] ist. Da die Verbrennung [k+1] zuvor klopfend verlaufen ist, wird jetzt die Differenz Ign_agDiffRef = -8 Grad Kurbelwinkel in die Variable Ign_agDiff geschrieben. Erfindungsgemäß wird nun die Differenz zwischen den beiden Differenzen Ign_agDiffRef und Ign_agDiff gebildet. Gemäß dem Beispiel beträgt diese Differenz Ign_agDiffRef - Ign_agDiff = -5 Grad Kurbelwinkel - (-8) Grad Kurbelwinkel = +3 Grad Kurbelwinkel. Der tatsächlich ausgegebene Zündzeitpunkt Ign_agOut berechnet sich nun wie folgt: $\begin{array}{l} Min (l g n_a g B a s C o r, l g n_a g M d l C t l) + Min (0, K n k_a g D e l t a + M a x (0, l g n_a g D i f f R e f - \\ l g n_a g D i f f)) \\ = 22 Grad Kurbelwinkel + (- 3 Grad Kurbelwinkel) + 3 Grad Kurbelwinkel = 22 Grad \\ Kurbelwinkel . \end{array}$

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, wobei zur Bildung eines Zündzeitpunktes, mit dem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden soll, eine Vorsteuerungsfunktion (1), eine Drehmomentregelungsfunktion (4) und eine Klopfregelungsfunktion (3) zusammenwirken, wobei von der Vorsteuerungsfunktion (1) ein Basiszündzeitpunkt vorgegeben wird, wobei von der Drehmomentregelungsfunktion (4) und von der Klopfregelungsfunktion (3) ein relativer Stelleingriff auf den Basiszündzeitpunkt ausgeübt werden kann, wobei der relative Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) auf den Basiszündzeitpunkt eines Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine mit einer klopfenden Verbrennung in Abhängigkeit des relativen Stelleingriffs der Drehmomentregelungsfunktion (4) eines vorangegangenen Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine ohne eine klopfende Verbrennung erfolgt, wobei der relative Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion (4) gespeichert wird, wenn die Klopfregelungsfunktion (3) keinen Stelleingriff auf den Basiszündzeitpunkt ausübt, wobei bei einem zeitlich folgenden Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) die Bildung des Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion (3) in Abhängigkeit des zeitlich vorher gespeicherten Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion (4) erfolgt, wobei zur Berücksichtigung des bei einem vorangegangenen Arbeitsspiel gespeicherten Stelleingriffes der Drehmomentregelungsfunktion (4) ohne eine klopfende Verbrennung bei einem folgenden Arbeitsspiel mit klopfender Verbrennung eine Summe aus dem Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) und dem gespeicherten Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion (4) gebildet wird, wobei eine Gegenüberstellung dieser Summe mit dem für das betrachtete Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine auszuübenden Stelleingriff der Drehmomentregelungsfunktion (4) erfolgt, wobei gemäß dieser Gegenüberstellung der Stelleingriff für eine Ausübung auf den Basiszündzeitpunkt ausgewählt wird, der mit größerer Wahrscheinlichkeit das Auftreten klopfender Verbrennungen verhindert.
Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, wobei zur Bildung eines Zündzeitpunkts, mit dem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden soll, eine Vorsteuerungsfunktion (1), eine Drehmomentregelungsfunktion (4) und eine Klopfregelungsfunktion (3) zusammenwirken, wobei von der Vorsteuerungsfunktion (1) ein Basiszündzeitpunkt vorgegeben wird, wobei von der Drehmomentregelungsfunktion (4) ein absoluter Zündzeitpunkt vorgegeben wird, wobei eine Gegenüberstellung des Basiszündzeitpunkts von der Vorsteuerungsfunktion (1) und des absoluten Zündzeitpunkts von der Drehmomentregelungsfunktion (4) erfolgt, wobei der jeweils zeitlich spätere Zündzeitpunkt gemäß dieser Gegenüberstellung einer weiteren Verarbeitung bereitgestellt wird, wobei von der Klopfregelungsfunktion (3) ein relativer Stelleingriff auf den jeweils zeitlich späteren Zündzeitpunkt ausgeübt werden kann, wobei eine Differenz zwischen dem absoluten Zündzeitpunkt von der Drehmomentregelungsfunktion (4) und dem Basiszündzeitpunkt von der Vorsteuerungsfunktion (1) gebildet wird, wobei der relative Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) auf den jeweils zeitlich späteren Zündzeitpunkt eines Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine mit einer klopfenden Verbrennung in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem absoluten Zündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion (4) und dem Basiszündzeitpunkt der Vorsteuerungsfunktion (1) eines vorangegangenen Arbeitsspieles der Verbrennungskraftmaschine ohne eine klopfende Verbrennung erfolgt.
Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei bei einer nicht klopfenden Verbrennung eine Variable mit der Differenz zwischen dem absoluten Zündzeitpunkt, der von der Drehmomentregelungsfunktion (4) vorgegeben wird, und dem Basiszündzeitpunkt, der von der Vorsteuerungsfunktion (1) vorgegeben wird, beschrieben wird, wobei, wenn bei einem folgenden Arbeitsspiel eine klopfende Verbrennung auftritt, die Variable und damit die darin geschriebene Differenz gespeichert wird, wobei zur Sicherstellung, dass der Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) nicht durch die Vorgabe eines anderen absoluten Zündzeitpunktes durch die Drehmomentregelungsfunktion (4) kompensiert wird, eine auf null begrenzte weitere Differenz zwischen der in die Variable geschriebenen Differenz und der gespeicherten Differenz gebildet wird und zu dem aktuellen Stelleingriff der Klopfregelungsfunktion (3) hinzuaddiert wird, wobei, für den Fall, dass die Klopfregelungsfunktion (3) einen Stelleingriff im Sinne einer Spätverstellung des Zündzeitpunktes vornimmt und gleichzeitig eine Vorgabe eines absoluten Zündzeitpunktes durch die Drehmomentregelungsfunktion (4) erfolgt, wobei der absolute Zündzeitpunkt von der Drehmomentregelungsfunktion (4) im Vergleich zum Basiszündzeitpunkt der Vorsteuerungsfunktion (1) spät liegt, zur Vermeidung eines doppelten Rückzuges des Zündzeitpunktes eine auf null begrenzte Summe des Stelleingriffes der Klopfregelungsfunktion (3) und einer dann positiven Differenz zwischen der aktuell in die Variable geschriebenen Differenz und der gespeicherten Differenz gebildet wird, wobei diese Summe zu dem aktuellen absoluten Zündzeitpunkt der Drehmomentregelungsfunktion (4) hinzuaddiert wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 3, wobei zur Bildung eines Zündzeitpunkts, mit dem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden soll, neben der Vorsteuerungsfunktion (1), der Drehmomentregelungsfunktion (4) und der Klopfregelungsfunktion (3) eine Verbrennungsregelungsfunktion (2) vorgesehen ist.
Verfahren nach Patentanspruch 4, wobei die Aktivierung der Verbrennungslageregelungsfunktion (2) von fünf Bedingungen abhängt.