DE102011017204A1 - Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102011017204A1
DE102011017204A1 DE102011017204A DE102011017204A DE102011017204A1 DE 102011017204 A1 DE102011017204 A1 DE 102011017204A1 DE 102011017204 A DE102011017204 A DE 102011017204A DE 102011017204 A DE102011017204 A DE 102011017204A DE 102011017204 A1 DE102011017204 A1 DE 102011017204A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ignition timing
compression ratio
internal combustion
combustion engine
ignition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011017204A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl.-Ing. Bechtold Martin
Dipl.-Ing. Kröner Gerd
Dipl.-Ing. Scheindlin Alexander
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102011017204A priority Critical patent/DE102011017204A1/de
Publication of DE102011017204A1 publication Critical patent/DE102011017204A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409—Addressing techniques specially adapted therefor
    • F02D41/2416—Interpolation techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1514—Digital data processing using one central computing unit with means for optimising the use of registers or of memories, e.g. interpolation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweisenden Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, bei welchem ein Korrekturzündzeitpunkt, zu welchem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch der Verbrennungskraftmaschine gezündet wird, ausgehend von einem Ausgangszündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem eingestellten Verdichtungsverhältnis und in Abhängigkeit von wenigstens einem ersten, eine klopfende Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches vermeidenden Zündzeitpunkt für das eingestellte Verdichtungsverhältnis berechnet wird, wobei Korrekturzündzeitpunkt zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem zweiten, den zumindest im Wesentlichen optimalen Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine für das eingestellte Verdichtungsverhältnis ermöglichenden Zündzeitpunkt berechnet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweisenden Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
  • Die DE 60 2004 000 849 T2 offenbart eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Mechanismus zum variablen Einstellen eines Verdichtungsverhältnisses des Verbrennungsmotors. Die Steuereinrichtung umfasst einen Klopfsensor, der einen Zustand des Auftretens von Klopfen erfasst. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die das Verdichtungsverhältnis und einen Zündzeitpunkt des Motors steuert. Die Steuereinrichtung enthält ein Verdichtungsverhältnis-Einstellabschnitt der ein Verdichtungsverhältnis, das durch den Mechanismus erreicht werden soll, entsprechend einem Betriebszustand des Motors einstellt. Die Steuereinrichtung enthält ferner einen Zündzeitpunkt-Lernkorrektur-Abschnitt, der einen Lernkorrekturwert eines Zündzeitpunktes entsprechend dem Zustand des Auftretens von Klopfens bestimmt. Die Steuereinrichtung enthält des Weiteren einen Verdichtungsverhältnis-Korrektur-Abschnitt, der das durch den Verdichtungsverhältnis-Einstellabschnitt eingestellte Verdichtungsverhältnis entsprechend dem Lernkorrekturwert des Zündzeitpunkts korrigiert. Dieser Verbrennungsmotor weist dabei weiteres Potential auf, seinen Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweisenden Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welches einen reduzierten Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweisenden Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei einem solchen Verfahren zum Betreiben einer wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweisenden Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, wird ein Korrekturzündzeitpunkt, zu welchem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch der Verbrennungskraftmaschine gezündet wird, ausgehend von einem Ausgangszündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem eingestellten Verdichtungsverhältnis und in Abhängigkeit von wenigstens einem ersten, eine klopfende Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisch vermeidenden Zündzeitpunkt für das eingestellte Verdichtungsverhältnis berechnet.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Korrekturzündzeitpunkt zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem zweiten, den zumindest im Wesentlichen optimalen Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine für das eingestellte Verdichtungsverhältnis ermöglichenden Zündzeitpunkt berechnet wird. Dies bedeutet, dass der Korrekturzündzeitpunkt nicht nur derart berechnet und eingestellt wird, dass die klopfende Verbrennung vermieden wird. Bei der Berechnung und Einstellung des Korrekturzündzeitpunkts wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch die Erreichung des bestmöglichen Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt und der Korrekturzündzeitpunkt entsprechend eingestellt, um den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine insbesondere infolge einer zumindest einer im Wesentlichen optimalen Verbrennung zu maximieren.
  • Mit anderen Worten wird der Zündzeitpunkt nicht nur lediglich derart eingestellt, um die klopfende Verbrennung zu vermeiden. Eine solche, herkömmlicher Weise durchgeführte Einstellung des Zündzeitpunkts würde gegebenenfalls dazu führen, dass der Zündzeitpunkt zur Vermeidung der klopfenden Verbrennung besonders weit von dem Zündzeitpunkt, der für den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine im Wesentlichen optimal ist, entfernt liegt. Dabei würde somit Effizienzpotential der Verbrennungskraftmaschine, um den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen gering zu halten, nicht genutzt werden. Dies ist jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Fall, da das erfindungsgemäße Verfahren die Einstellung des Korrekturzündzeitpunkts ermöglicht, welcher unter Vermeidung der klopfenden Verbrennung einen bestmöglich realisierbaren Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dabei beispielsweise bei zumindest im Wesentlichen konstanter Last und/oder Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine der Zündzeitpunkt in einem Bereich von zumindest im Wesentlichen 20° Kurbelwinkel bei einer Variation des Verdichtungsverhältnisses in einem Bereich von beispielsweise einschließlich zumindest im Wesentlichen 7° Kurbelwinkel und einschließlich im Wesentlichen 14° Kurbelwinkel durchgeführt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Ermittlung des sowohl die klopfende Verbrennung vermeidenden als auch die zumindest im Wesentlichen optimalen Wirkungsgrad ermöglichenden Korrekturzündzeitpunkt zunächst beispielsweise ein Basis-Zündkennfeld verwendet, welches Ausgangszündzeitpunkte für eine Mehrzahl von Verdichtungsverhältnisse enthält. Ausgehend von diesem Basis-Zündkennfeld für die Mehrzahl von Verdichtungsverhältnissen wird gegebenenfalls eine Interpolation und/oder Extrapolation durchgeführt, um den Ausgangszündzeitpunkt für das aktuell eingestellte Verdichtungsverhältnis zu ermitteln bzw. zu berechnen. Dabei wird der Ausgangszündzeitpunkt sowohl für einen aktuellen Zündzeitpunkt, für einen Referenz-Zündzeitpunkt und für einen minimalen Zündzeitpunkt berechnet.
  • Die im Basis-Zündkennfeld enthaltenen Ausgangszündzeitpunkte stellen dabei Stufen dar, zwischen welchen interpoliert und/oder extrapoliert wird. Je höher die Anzahl dieser Stufen ist, desto genauer kann der Ausgangszündzeitpunkt bei unterschiedlichen Verdichtungen abgebildet und berechnet werden.
  • Der Referenz-Zündzeitpunkt ist dabei relevant zur Berechnung eines Motormoments, welches durch die Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird. Der minimale Zündzeitpunkt charakterisiert dabei den bezogen auf eine Drehstellung einer Antriebswelle, insbesondere einer Kurbelwelle, der Verbrennungskraftmaschine spätest möglichen Zündzeitpunkt, bei welchem eine klopfende Verbrennung gerade noch zu vermeiden ist.
  • Der vorteilhafte Korrekturzündzeitpunkt wird dabei für jedes Verdichtungsverhältnis durch zwei überlagerte Kennfelder dargestellt. Dazu wird das Basiszündkennfeld beispielsweise aufgetrennt. Eines der überlagerten Kennfelder enthält den Wirkungsgrad optimalen Zündzeitpunkt ohne Berücksichtigung einer Vermeidung der klopfenden Verbrennung. Das andere der beiden überlagerten Kennfelder enthält den Zündzeitpunkt zur Vermeidung der klopfenden Verbrennung ohne Berücksichtigung des Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine. Dies bedeutet somit, dass, würde ein Zündzeitpunkt aus dem ersten der überlagerten Kennfelder eingestellt werden, so könnte dies für den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine zumindest im Wesentlichen optimal sein, jedoch könnte es zu einer klopfenden Verbrennung kommen. Würde dementsprechend ein Zündzeitpunkt aus dem zweiten der überlagerten Kennfelder eingestellt werden, so würde dies die klopfenden Verbrennungen vermeiden, jedoch würde die Verbrennungskraftmaschine einen Wirkungsgrad aufweisen, welcher nicht mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad übereinstimmen würde, welcher unter Vermeidung der klopfenden Verbrennung einstellbar ist. Weitere Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine, welche lediglich das Auftreten der klopfenden Verbrennung betreffen und für diese relevant sind, wobei es sich beispielsweise um die Temperatur von von der Verbrennungskraftmaschine angesaugter Luft handelt, werden dabei nur durch das zweite Kennfeld mit dem Zündzeitpunkt zur Vermeidung der klopfenden Verbrennung berücksichtigt.
  • Für die gegebenenfalls durchführende Interpolation und/oder Extrapolation zwischen den in dem Kennfeld bzw. den Kennfeldern enthaltenen Verdichtungsverhältnisse werden der Zündzeitpunkt zur Darstellung des zumindest im Wesentlichen optimalen Wirkungsgrad und der Zündzeitpunkt zur Vermeidung der klopfenden Verbrennung getrennt voneinander interpoliert und/oder extrapoliert.
  • In die weitere Berechnung des Korrekturzündzeitpunkts geht schließlich der bezogen auf die Drehstellung der Abtriebswelle spätere der beiden durch die getrennte Interpolation und/oder Extrapolation berechneten Zündzeitpunkte ein. Dadurch ist es möglich, den bestmöglich realisierbaren Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine durch entsprechende Einstellung des Korrekturzeitpunkts auch tatsächlich einzustellen und gleichzeitig die klopfende Verbrennung zu vermeiden. Damit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Darstellung eines besonders gering Kraftstoffverbrauchs der Verbrennungskraftmaschine, was mit geringen CO2-Emissionen einhergeht. Ferner kann die Verbrennungskraftmaschine durch das erfindungsgemäße Verfahren vor unerwünscht hohen Belastungen sowie vor Beschädigungen durch die klopfende Verbrennung geschützt werden. Die Interpolation und/oder Extrapolation zwischen den Verdichtungsverhältnissen wird derart durchgeführt, dass kein Wirkungsgrad verschenkt wird und das gesamte Effizienzpotential der Verbrennungskraftmaschine durch die Einstellbarkeit des Zündzeitpunkts ausgeschöpft wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird dabei sowohl für den einzustellenden Zündzeitpunkt angewendet als auch für die Berechnung des für das Motormoment relevanten Referenz-Zündzeitpunkts sowie für den spätest möglichen Zündzeitpunkt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 ein Schaubild zur Veranschaulichung der Berechnung eines Korrekturzündzeitpunkts für eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, welcher die Darstellung eines bestmöglich einstellbaren Wirkungsgrads der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht bei gleichzeitiger Vermeidung einer klopfenden Verbrennung; und
  • 2 ein weiteres Schaubild zur Veranschaulichung der Berechnung des Korrekturzündzeitpunkts gemäß 1.
  • Die 1 zeigt ein Diagramm 10, welches zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine veranschaulicht. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis auf. Bei dem Verfahren wird ein Korrekturzündzeitpunkt berechnet, zu welchem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch der Verbrennungskraftmaschine gezündet wird, welcher zum einen eine klopfende Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches vermeidet und zum anderen die Darstellung des bestmöglich einzustellenden Wirkungsgrad der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.
  • Auf der Abszisse 12 des Diagramms 10 ist die Last der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gemäß einem Richtungspfeil 14 ansteigend aufgetragen. Auf der Ordinate 16 des Diagramms 10 sind Zündzeitpunkte aufgetragen, wobei eine Verstellung gemäß einem Richtungspfeil 18 eine Frühverstellung und gemäß einem Richtungspfeil 20 eine Spätverstellung bedeutet. Der Zündzeitpunkt bezieht sich dabei auf eine Drehstellung einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher translatorische Bewegungen eines in einen Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aufgenommenen Kolbens in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umwandelbar ist.
  • In dem Diagramm 10 sind Verläufe 22, 24 und 26 eingetragen, welche den Verlauf eines ersten Zündzeitpunkts über der Last darstellen, der einzustellen ist, um eine klopfende Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Zylinder zu vermeiden. Der Verlauf 22 korrespondiert dabei zu einem relativ niedrigen Verdichtungsverhältnis, während der Verlauf 26 zu einem dazu höheren Verdichtungsverhältnis korrespondiert. Der Verlauf 24 korrespondiert zu einem Verdichtungsverhältnis, welches höher ist als das Verdichtungsverhältnis, zu welchem der Verlauf 22 korrespondiert und welches niedriger ist als das Verdichtungsverhältnis, zu welchem der Verlauf 26 korrespondiert. Der Verlauf 24 ist dabei beispielsweise durch Interpolation zwischen den Verläufen 22 und 26 berechnet.
  • In dem Diagramm 10 sind weitere Verläufe 28, 30 und 32 eingetragen. Die Verläufe 28, 30 und 32 charakterisieren dabei einen zweiten Zündzeitpunkt, welcher einzustellen ist, um einen bestmöglich einstellbaren Wirkungsgrad der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine durch Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu realisieren. Dies bedeutet, dass durch Einstellen des zweiten Zündzeitpunkts entsprechend den Verläufen 28, 30 und 32 das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder zu einer Drehstellung der Kurbelwelle um deren Drehachse gezündet wird, woraus eine zumindest im Wesentlichen optimale Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches resultiert. Die Verläufe 28, 30 und 32 berücksichtigen dabei jedoch nicht, dass es bei Einstellungen des für den Wirkungsgrad optimalen Zündzeitpunkts zu einer klopfenden Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches kommen könnte. Entsprechend dazu vermeidet die Einstellung des Zündzeitpunkts gemäß den Verläufen 22, 24 und 26 zwar die klopfende Verbrennung, jedoch berücksichtigen die Verläufe 22, 24 und 26 nicht die Darstellung des zumindest im Wesentlichen optimalen Wirkungsgrad der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Dies bedeutet, dass die Einstellung des Zündzeitpunkts entsprechend der Verläufe 22, 24 und 26 die klopfende Verbrennung vermeidet, jedoch auch, dass gegebenenfalls nicht der bestmöglich einstellbare Wirkungsgrad bei gleichzeitiger Vermeidung der klopfenden Verbrennung eingestellt wird.
  • Der Verlauf 28 korrespondiert dabei zu einem relativ niedrigen Verdichtungsverhältnis, während der Verlauf 32 zu einem dazu höheren Verdichtungsverhältnis korrespondiert. Der Verlauf 30 korrespondiert somit zu einem Verdichtungsverhältnis, welches höher ist als das Verdichtungsverhältnis, zu welchem der Verlauf 28 korrespondiert, und welches niedriger ist als das Verdichtungsverhältnis, zu welchem der Verlauf 32 korrespondiert. Der Verlauf 30 ist dabei durch Interpolation zwischen den Verläufen 28 und 32 berechnet.
  • Die Verläufe 22, 24 und 26 stellen somit eine erstes Kennfeld dar, welches dazu dient, die klopfende Verbrennung zu vermeiden. Dementsprechend stellen die Verläufe 28, 30 und 32 ein zweites Kennfeld dar, welches dazu dient, den bestmöglichen Wirkungsgrad der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu realisieren. Dabei berücksichtig das erste Kennfeld nicht den Wirkungsgrad, während das zweite Kennfeld nicht die klopfende Verbrennung berücksichtigt.
  • Zur Darstellung des gewünschten Korrekturzündzeitpunkts werden das erste und das zweite Kennfeld überlagert. Beispielsweise ausgehend von dem ersten Kennfeld wird bei dem entsprechend eingestellten Verdichtungsverhältnis, welches beispielsweise durch den Verlauf 24 charakterisiert wird, der anhand des ersten Kennfeld zu ermittelnde Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem zweiten Kennfeld und von dem anhand des zweiten Kennfelds ermittelbaren Zündzeitpunkt zu dem Korrekturzündzeitpunkt korrigiert. Ein dazu analoges umgekehrtes Vorgehen ist ebenso möglich. Dies bedeutet, dass die aus dem ersten und dem zweiten Kennfeld mittelbaren Zündzeitpunkt Ausgangszündzeitpunkte darstellen, welche in Abhängigkeit von dem jeweilig anderen Zündzeitpunkt des anderen der Kennfelder korrigiert werden. Ausgehend von dem ersten Kennfeld wird der entsprechende Ausgangszündzeitpunkt somit in zur Darstellung des optimalen Wirkungsgrad korrigiert. Ausgehend von dem zweiten Kennfeld wird der entsprechende Ausgangszündzeitpunkt hin zur entsprechenden Darstellung des zumindest im Wesentlichen optimalen Wirkungsgrad korrigiert.
  • In dem Diagramm 10 ist ein Bereich 34 dargestellt, in welchem eine optimierte Berechnung durchgeführt wird, so dass der Korrekturzündzeitpunkt besonders optimal derart berechnet werden kann, dass der zumindest im Wesentlichen Wirkungsgrad der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine einstellbar ist bei gleichzeitiger Vermeidung der klopfenden Verbrennung.
  • Da das erste und das zweite Kennfeld jeweils ein bestimmtes Ziel haben, nämlich einerseits der Vermeidung der klopfenden Verbrennung (erstes Kennfeld) und andererseits der Darstellung des bestmöglichen Wirkungsgrads (zweites Kennfeld), finden die klopfende Verbrennung beeinflussende Parameter lediglich Einfluss in das erste Kennfeld. Dies ist anhand der 2 veranschaulicht.
  • Ein solcher die klopfende Verbrennung beeinflussender Parameter ist beispielsweise die Temperatur der von der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luft. Kommt es ausgehend von den Verläufen 22 und 26 des ersten Kennfelds zu einer Erhöhung der Temperatur der angesaugten Luft, so werden die Verläufe 22 und 26 gemäß Richtungspfeilen 36 und damit gemäß dem Richtungspfeil 26 hin zu späteren Zündzeitpunkten verschoben, insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel verschoben, so dass sich die Verläufe 22' und 26' ergeben. Zwischen den Verläufen 22' und 26' kann dann eine Interpolation durchgeführt werden, um einen zu dem Verlauf 34 analogen Verlauf zu erhalten.
  • Wie der 2 zu entnehmen ist, wirkt sich diese Veränderung der Temperatur der angesaugten Luft nicht auf die Verläufe 28 und 32 des zweiten Kennfelds aus. Durch diese Trennung des ersten und des zweiten Kennfelds und der Berechnung des Korrekturzündzeitpunkts in Abhängigkeit von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Kennfeld ist es möglich, den zumindest im Wesentlichen bestmöglichen Wirkungsgrad der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu erreichen und gleichzeitig die klopfende Verbrennung zu vermeiden. Dies geht einher mit einem besonders effizienten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, woraus ein geringer Kraftstoffverbrauch sowie geringe CO2-Emissionen resultieren. Das erste Kennfeld ermöglicht es somit, einen Beginn einer Klopfbegrenzung bei geringer werdender Last mit zunehmender Verdichtung abzubilden.
  • Das anhand der 1 und 2 veranschaulichte Verfahren zur Berechnung des Korrekturzündzeitpunkts in Abhängigkeit von den Ausgangszündzeitpunkten des ersten und des zweiten Kennfelds wird dabei bevorzugt sowohl für einen einzustellenden Zündzeitpunkt sowie auch für einen so genannten Referenz-Zündzeitpunkt und einen spätest möglichen Zündzeitpunkt durchgeführt. Der Referenz-Zündzeitpunkt stellt dabei den Wirkungsgrad optimalen Zündzeitpunkt ohne die Berücksichtigung der klopfenden Verbrennung im gesamten Kennfeld dar. Der Referenz-Zündzeitpunkt dient insbesondere dazu, ein von der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine bereitgestelltes Drehmoment anhand eines wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine abbildenden Models mittels einer Recheneinrichtung, insbesondere einem Steuergerät, der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu berechnen. Der Referenz-Zündzeitpunkt ist dabei von dem Verdichtungsverhältnis abhängig und variiert dabei in einem Bereich von zumindest im Wesentlichen 20° Kurbelwinkel (Drehstellung der Kurbelwelle) in einem Verdichtungsverhältnisbereich von einschließlich zumindest im Wesentlichen 7° bis einschließlich zumindest im Wesentlichen 14° Kurbelwinkel.
  • Der spätest mögliche Zündzeitpunkt dient beispielsweise dazu, Temperaturen von aus der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches resultierendem Abgas unterhalb eines vorgebbaren Schwellenwerts zu halten. Dieser spätest mögliche Zündzeitpunkt, welcher auch als Minimalzündzeitpunkt bezeichnet wird, ist dabei ebenso abhängig von dem Verdichtungsverhältnis und kann dabei in einem Bereich von zumindest im Wesentlichen 20° Kurbelwinkel in einem Verdichtungsverhältnisbereich von einschließlich zumindest im Wesentlichen 7° bis einschließlich zumindest im Wesentlichen 14° Kurbelwinkel variieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Diagramm
    12
    Abszisse
    14
    Richtungspfeil
    16
    Ordinate
    18
    Richtungspfeil
    20
    Richtungspfeil
    22, 22'
    Verlauf
    24
    Verlauf
    26, 26'
    Verlauf
    28
    Verlauf
    30
    Verlauf
    32
    Verlauf
    34
    Bereich
    36
    Richtungspfeile
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 602004000849 T2 [0002]

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betreiben einer wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweisenden Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, bei welchem ein Korrekturzündzeitpunkt, zu welchem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch der Verbrennungskraftmaschine gezündet wird, ausgehend von einem Ausgangszündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem eingestellten Verdichtungsverhältnis und in Abhängigkeit von wenigstens einem ersten, eine klopfende Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches vermeidenden Zündzeitpunkt für das eingestellte Verdichtungsverhältnis berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturzündzeitpunkt zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem zweiten, den zumindest im Wesentlichen optimalen Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine für das eingestellte Verdichtungsverhältnis ermöglichenden Zündzeitpunkt berechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Zündzeitpunkt aus einem jeweiligen abgespeicherten Kennfeld entnommen wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich der erste Zündzeitpunkt unter Vermeidung einer Korrektur des zweiten Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von wenigstens einem die klopfende Verbrennung beeinflussenden Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine korrigiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Zündzeitpunkt für das eingestellte Verdichtungsverhältnis durch Interpolation und/oder Extrapolation zwischen wenigstens zwei entsprechenden weiteren Zündzeitpunkten für entsprechend zugehörige weitere Verdichtungsverhältnisse berechnet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Zündzeitpunkt getrennt voneinander durch Interpolation und/oder Extrapolation berechnet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturzündzeitpunkt für einen einzustellenden Ist-Zündzeitpunkt und/oder für einen Referenz-Zündzeitpunkt zum Berechnen eines Motormoments der Verbrennungskraftmaschine und/oder für einen spätest möglichen Zündzeitpunkt zum Verhindern der klopfenden Verbrennung berechnet wird.
DE102011017204A 2011-04-15 2011-04-15 Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine Withdrawn DE102011017204A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011017204A DE102011017204A1 (de) 2011-04-15 2011-04-15 Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011017204A DE102011017204A1 (de) 2011-04-15 2011-04-15 Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011017204A1 true DE102011017204A1 (de) 2012-10-18

Family

ID=46935560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011017204A Withdrawn DE102011017204A1 (de) 2011-04-15 2011-04-15 Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011017204A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004000849T2 (de) 2003-09-16 2006-09-14 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablen Verdichtungsverhältnis

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004000849T2 (de) 2003-09-16 2006-09-14 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablen Verdichtungsverhältnis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014001479T5 (de) Fehlzündungs-Detektionssystem
DE102015226461B4 (de) Verfahren zur Ermittlung des Einspritzbeginn-Zeitpunktes und der Einspritzmenge des Kraftstoffes im Normalbetrieb eines Verbrennungsmotors
DE10332231A1 (de) Anordnung und Verfahren zur leistungsbasierten Leerlaufdrehzahlregelung
DE102017005783B4 (de) Verfahren zur modellbasierten Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine
DE112013007133B4 (de) Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor mit Turbolader
DE102004005751B4 (de) Steuerung eines Verbrennungsmotors während der Änderung zweier Laufmodi mit unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen sowie Kraftstoff-Luftverhältnissen
DE102006053253B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE112010005933B4 (de) Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102010045689A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102004023590C5 (de) Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor zur Ausführung des Verfahrens
AT517216B1 (de) Brennkraftmaschine mit einer Regeleinrichtung
DE102011017204A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
EP2705234A1 (de) Einrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE102009045908A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102016200870A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung
DE102009046759A1 (de) Laufunruhe-basierter Ausgleich von Luftzahlunterschieden zwischen verschiedenen Brennräumen eines Verbrennungsmotors
DE102007060937A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Kraftstoffqualität bei laufender Brennkraftmaschine
DE102014210849A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung einer Laufunruhe bei einer Brennkraftmaschine
DE102010042848A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem mindestens eine ein zylinderindividuelles Drehmoment charakterisierende Größe ermittelt wird
DE60003644T2 (de) Methode für das regeln der leerlaufdrehzahl einer verbrennungsmaschine mit ventilen ohne nockenwellen
DE102015209392B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorgangs eines Ventils und Steuergerät
DE10004875A1 (de) Brennkraftmaschine mit Turbolader und integrierter Ladedruckregelung
DE102017003547A1 (de) Verfahren zum überstöchiometrischen Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102015216258A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen einer Diagnose eines VCR-Stellers in einem Verbrennungsmotor
DE10145188B4 (de) Verfahren zur Steuerung der Einspritzmenge einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20141101