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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Verbrennungsmotoren, insbesondere Adaptionsverfahren betreffend Momentenmodellkorrekturen während der Lebensdauer des Verbrennungsmotors.
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Stand der Technik
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Mit einer Zündeinrichtung betriebene Verbrennungsmotoren, insbesondere Ottomotoren, werden mithilfe eines Momentenmodells gesteuert. Die gesamte Struktur des Momentenmodells basiert auf einem vorgegebenen Fahrerwunschmoment, das ein Fahrer üblicherweise über ein Fahrpedal vorgibt. Aus dem Fahrerwunschmoment wird über eine geeignete Funktionsstruktur eine Sollfüllung berechnet, die die gewünschte Luftmenge in einem Zylinder pro Arbeitstakt angibt. Ausgehend von der Sollfüllung können alle weiteren Parameter zum Betreiben des Verbrennungsmotors, wie beispielsweise Zündwinkel, Einspritzmenge, Nockenwellenposition und dergleichen, entsprechend dem vorgegebenen Fahrerwunschmoment ermittelt werden.
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Im laufenden Betrieb des Verbrennungsmotors können durch Betriebsartenwechsel Situationen auftreten, die zu einem Sprung der Istfüllung in den Zylindern führen können, der sich nicht aus der Momentenstruktur ergibt. Ein solcher Füllungssprung führt ohne Korrektureingriffe in der Regel zu einem Momentensprung, der durch einen Eingriff über eine Verstellung eines Zündwinkels kompensiert werden muss, da ansonsten der Fahrkomfort durch Ruckeln beeinträchtigt wird. Die entsprechende Kompensation wird über das Momentenmodell berechnet, das jedoch einmalig für eine Motorengeneration appliziert ist und in der Regel nicht motorspezifisch adaptiert werden kann. Das heißt, es kann im Falle von motorspezifischen Abweichungen des modellierten Motormoments vom tatsächlichen Motormoment keine Anpassung des Modells im Fahrbetrieb erfolgen.
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Kommt es durch motorspezifische Serientoleranzen oder Veränderungen von Eigenschaften des Verbrennungsmotors während dessen Lebensdauer, beispielsweise aufgrund von sich verändernden Toleranzen, zu Veränderungen der Ladungsbewegung, des Durchbrennverhaltens und dergleichen, so wird die Kompensation durch Anpassung des Soll-Zündwinkels nicht optimal ausgeführt. Dies führt insbesondere bei Betriebsartenumschaltungen, in denen das Motormoment über einen Zündwinkeleingriff konstant gehalten werden soll, zu Momentenabweichungen, die für den Fahrer in Form von Ruckeln spürbar sein können.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Adaptieren eines Momentenmodells für das Betreiben eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung und das Computerprogramm gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Adaptieren eines Momentenmodells zum Betreiben eines Verbrennungsmotors vorgesehen, wobei das Momentenmodell eine Zündwinkelverstellung abhängig von einer Luftfüllung in einem Zylinder des Verbrennungsmotors angibt, wobei das Momentenmodell basierend auf einer durch eine Betriebsartenumschaltung hervorgerufenen Variation einer Betriebsgröße des Verbrennungsmotors adaptiert wird.
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Das Momentenmodell, das üblicherweise für füllungsbasierte Verbrennungsmotoren angewandt wird, dient dazu, abhängig von einem vorgegebenen Sollmoment des Verbrennungsmotors, eine durch eine Regelung einzustellende Sollluftfüllung vorzugeben. Darüber hinaus sieht das Momentenmodell bei Füllungsabweichungen der tatsächlichen Istfüllung von einer vorgegebenen Sollfüllung vor, den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors durch eine Verstellung des Zündwinkels, insbesondere durch eine Spätverstellung des Zündwinkels, zu kompensieren. Die Verstellung des Zündwinkels kann z.B. auf einer Wirkungsgradkennlinie basieren, die einen Motorwirkungsgrad abhängig von einem Zündwinkel betriebspunktabhängig angibt. Kommt es zu Parameterabweichungen des Verbrennungsmotors, so stimmt die Wirkungsgradkennlinie nicht mit den tatsächlichen Gegebenheiten des Verbrennungsmotors überein.
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Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, eine Adaption des Momentenmodells vorzunehmen. Die Adaption des Momentenmodells erfolgt abhängig von einem Unterschied zwischen einem Motormoment vor (Beginn) einer Betriebsartenumschaltung und einem Motormoment während und/oder nach einer Betriebsartenumschaltung, bei der eine Kompensation basierend auf dem bestehenden Momentenmodell vorgenommen wird. Reicht die von dem Momentenmodell vorgegebene Anpassung des Zündwinkels zur Kompensation einer durch einen Füllungssprung bewirkten Veränderung des Motormoments nicht aus, um das Motormoment über eine Betriebsartenumschaltung konstant zu halten, so ist eine Adaption des Momentenmodells erforderlich.
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Angaben über vor, während und nach der Betriebsartenumschaltung vorliegende Motormomente können anhand von Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors abgeleitet werden, wie beispielsweise aus der Drehzahl, dem Drehzahlgradienten und dergleichen, da ein Minder- bzw. Mehrmoment zur Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuges führt. Weiterhin kann eine solche Betriebsgröße auch eine Größe sein, die einen Schlupf eines automatisierten Getriebes angibt, da Änderungen von Motormomenten zu einer Erhöhung oder Absenkung des Schlupfes führen können. Auf diese Weise kann das Momentenmodell während des laufenden Betriebs des Verbrennungsmotors angepasst werden, sobald eine Betriebsartenumschaltung abgeschlossen und eine nicht angeforderte Veränderung des an das Antriebsrad abgegebenen Antriebsmoments erkannt worden ist. Dadurch lässt sich das Ziel, dass vor, während und nach der Betriebsartenumschaltung das gleiche Antriebsmoment bereitgestellt werden muss, für eine Anpassung des Momentenmodells nutzen.
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Weiterhin kann das Momentenmodell mithilfe einer Wirkungsgradkennlinie berechnet werden oder darauf basieren, wobei die Wirkungsgradkennlinie mithilfe einer Korrekturgröße adaptierbar ist. Die Korrekturgröße kann basierend auf einem Verlauf einer Betriebsgröße des Verbrennungsmotors in einem ersten Zeitabschnitt vor einer Betriebsartenumschaltung und einem Verlauf der Betriebsgröße des Verbrennungsmotors in einem weiteren Zeitabschnitt während und/oder nach einer Betriebsartenumschaltung bestimmt oder adaptiert werden.
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Insbesondere werden zur Adaption Betriebsartenumschaltungen, bei denen der Betrieb des Verbrennungsmotors vor, während und nach dem Zeitpunkt der Umschaltung basierend auf demselben Momentenmodell durchgeführt wird, sowie Betriebsartenumschaltungen genutzt, bei denen vor, während und nach dem Zeitpunkt der Umschaltung unterschiedliche Momentenmodelle ausgeführt werden, die eine Anpassung des Wirkungsgrades durch eine Zündwinkelverstellung vorsehen. Kommt es bei einer solchen Betriebsartenumschaltung zu einem Füllungssprung, so wird die Betriebsartenumschaltung gemäß dem bestehenden Momentenmodell durch eine Anpassung der Wirkungsgradkennlinie, die den Wirkungsgrad basierend auf einer Veränderung des Zündwinkels beschreibt, kompensiert. Mit anderen Worten kann diese Korrektur der Wirkungsgradkennlinie abhängig von Auswertungen von Antriebsmomentenänderungen nach erfolgten Betriebsartenumschaltungen angepasst werden.
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Weiterhin kann die Korrekturgröße betriebspunktabhängig einen Offset, eine Steigung oder einzelne Kennfeldpunkte der Wirkungsgradkennlinie des Momentenmodells beaufschlagen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Betriebsgröße einer mit dem Motormoment des Verbrennungsmotors korrelierenden Zustandsgröße, insbesondere einer Drehzahl, eines Drehzahlgradienten oder eines Maßes des Getriebeschlupfes eines automatischen Getriebes entsprechen.
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Weiterhin kann eine erste Vergleichsgröße durch Extrapolation des Verlaufs der Betriebsgröße des Verbrennungsmotors in dem ersten Zeitabschnitt auf einen vorgegebenen Zeitpunkt, insbesondere dem Umschaltzeitpunkt der Umschaltung der Betriebsart, und eine zweite Vergleichsgröße aus dem Verlauf der Betriebsgröße des Verbrennungsmotors in dem weiteren Zeitabschnitt, insbesondere der maximale und/oder der minimale Wert der Betriebsgröße in dem weiteren Zeitabschnitt bestimmt wird, wobei die Korrekturgröße basierend auf der ersten und der zweiten Vergleichsgröße bestimmt oder adaptiert wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Adaption der Korrekturgröße bezüglich des Betriebspunkts während der Betriebsartenumschaltung abhängig von einem Vergleichsgrößenunterschied als Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Vergleichsgröße durchgeführt wird, insbesondere abhängig davon, ob der Vergleichsgrößenunterschied einen vorgegebenen Abweichungsbetrag überschreitet.
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Die Korrekturgröße bezüglich des Betriebspunkts kann abhängig von dem Vergleichsgrößenunterschied um einen konstanten Wert oder einen von dem Vergleichsgrößenunterschied abhängigen Wert inkrementiert oder dekrementiert werden.
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Weiterhin kann ein betriebspunktabhängiges Adaptionskennfeld vorgesehen sein, das mit einem bestimmten Vergleichsgrößenunterschied an einem bestimmten Betriebspunkt aktualisiert wird, indem die dem bestimmten Betriebspunkt zugeordneten zuvor erfassten Werte von Vergleichsgrößenunterschieden abhängig von dem bestimmten Vergleichsgrößenunterschied an dem bestimmten Betriebspunkt verändert werden, insbesondere durch Aktualisierung des dem bestimmten Betriebspunkt zugeordneten Kennfeldpunktes mit einem Wert, der sich aus dem aktuellen Wert des Vergleichsgrößenunterschied an dem bestimmten Betriebspunkt und dem bisherigen Wert an dem Kennfeldpunkt ergibt, wobei die betriebspunktabhängige Korrekturgröße abhängig von dem betreffenden Kennfeldpunkt des Adaptionskennfelds bestimmt ist oder sich aus diesem ergibt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Betriebsartenumschaltung einer Umschaltung zwischen zwei Betriebsarten entsprechen, die sich in einer Füllungsänderung auswirkt, wobei beide Betriebsarten die Anpassung eines Wirkungsgrads durch Anpassen des Zündwinkels vorsehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere eine Steuereinheit, zum Adaptieren eines Momentenmodells zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, wobei das Momentenmodell eine Zündwinkelverstellung abhängig von einer Luftfüllung in einem Zylinder des Verbrennungsmotors angibt, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um das Momentenmodell basierend auf einer durch eine Betriebsartenumschaltung hervorgerufenen Variation einer Betriebsgröße des Verbrennungsmotors zu adaptieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit oder der obigen Steuereinheit ausgeführt wird, alle Schritte des obigen Verfahrens durchführt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor, der gemäß einem Momentenmodell angesteuert wird;
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2 ein Funktionsdiagramm zur Darstellung des Momentenmodells und zur Adaption des Momentenmodells;
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3 ein Diagramm zur Darstellung der Wirkungsgradkennlinie, die den Motorwirkungsgrad über den Zündwinkel darstellt;
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4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Adaption des Momentenmodells;
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5 ein Diagramm zur Darstellung von Verläufen von Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors vor, während und nach einer Betriebsartenumschaltung bei einem positiven Füllungssprung; und
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6 ein Diagramm zur Darstellung von Verläufen von Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors vor, während und nach einer Betriebsartenumschaltung bei einem negativen Füllungssprung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt ein Motorsystem 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, der mithilfe eines Motorsteuergeräts 3 angesteuert wird. Das Motorsteuergerät 3 erhält über eine Fahrpedalstellung von einer Fahrpedaleinheit 4 eine Angabe über ein Fahrerwunschmoment FWM und ermittelt daraus basierend auf vom Verbrennungsmotor 2 erhaltenen Betriebsgrößen B eine Reihe von Ansteuergrößen A, um Stellgeber (nicht gezeigt) in dem Verbrennungsmotor 2 anzusteuern.
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Die Ansteuergrößen A können beispielsweise einen Drosselklappenstellgeber 21, Zündeinrichtungen 22 zum Durchführen einer Zündung eines Kraftstof-/Luftgemischs in Zylindern (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors 2, einen Nockenwellenhubstellgeber 23 zum Einstellen des Nockenwellenhubs, ein Abgasrückführungsventil 24 zum Einstellen der Menge an in einen Luftansaugtrakt rückgeführtem Verbrennungsabgas, ein Wastegateventil 25 zum Einstellen der Leistung eines Abgasturboladers und dergleichen umfassen. Als Betriebsgrößen B können beispielsweise die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 2 und/oder die Last L des Verbrennungsmotors 2 sowie optional weitere betriebsabhängige Größen verwendet werden.
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Das Motorsteuergerät 3 ist ausgebildet, um die Ansteuergrößen A entsprechend dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2 und abhängig von dem Fahrerwunschmoment FWM bereitzustellen. Zudem legt das Motorsteuergerät 3 Zeitpunkte für Betriebsartenumschaltungen fest, die beispielsweise aus Gründen der Senkung des Kraftstoffverbrauchs, zum Durchführen von Diagnosefunktionen, bei Lastwechseln und dergleichen vorgenommen werden.
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Beispielsweise kann eine der Betriebsartenumschaltungen ein Umschalten eines Nockenwellenhubstellgebers 23 betreffen, bei dem die Hübe von Einlass- bzw. Auslassventilen variiert werden. Eine Vergrößerung des Hubs der Einlassventile hat bei ansonsten gleichen Betriebsparametern eine höhere Luftfüllung in den Zylindern zur Folge, was unmittelbar zu einem positiven Füllungssprung führt. Im Gegensatz dazu führt eine Verringerung des Hubs der Einlassventile bei ansonsten gleichen Betriebsparametern zu einer niedrigeren Luftfüllung in den Zylindern, das einem negativem Füllungssprung entspricht. Zur Vorbereitung einer Betriebsartenumschaltung mit einem negativen Füllungssprung kann ein Füllungsaufbau unmittelbar vor dem Umschaltzeitpunkt vorgesehen werden
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Andere Betriebsartenumschaltungen, wie beispielsweise Zylinderabschaltung, Umschaltung auf eine Magerbetriebsart und dergleichen, können ebenfalls Auswirkungen auf die tatsächliche Luftfüllung in den Zylindern des Verbrennungsmotors 2 unmittelbar nach dem Umschalten haben.
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In 2 ist ein Funktionsdiagramm dargestellt, das den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 mithilfe eines Momentenmodells und einer Adaption beschreibt. Insbesondere wird das Funktionsdiagramm anhand einer Betriebsartenumschaltung beschrieben, die ein Stellen eines Nockenwellenhubstellgebers 23 vorsieht. In dem Momentenmodellblock 11 wird abhängig vom momentanen Betriebspunkt, der durch die Betriebsgrößen B angegeben wird, sowie abhängig von einem vorgegebenen Fahrerwunschmoment FWM eine Soll-Luftfüllung rlSoll ermittelt, die die Grundlage für die Ermittlung der Ansteuergrößen A zum Ansteuern des Verbrennungsmotors 2 darstellt. Die Ermittlung der Soll-Luftfüllung rlSoll erfolgt in einem Ansteuerblock 12 in bekannter Weise unter Zugrundelegen von parametrierten Kennfeldern bzw. Funktionen.
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Basierend auf der Soll-Luftfüllung rlSoll werden mithilfe der bereitgestellten Motordrehzahl n die Ansteuergrößen A für die Stellgeber des Verbrennungsmotors 2 ermittelt. Findet bei einer Betriebsartenumschaltung, die durch eine Flanke eines Umschaltsignals U gestartet bzw. initiiert wird, eine Vergrößerung des Ventilhubs statt, so führt dies dazu, dass bei Öffnen eines Einlassventils mit dem soeben vergrößerten Hub eine größere Luftmenge in die Zylinder des Verbrennungsmotors 2 strömt. Dies hat zur Folge, dass bei einer entsprechenden Betriebsartenumschaltung ein Sprung der tatsächlichen Ist-Luftfüllung rl in den Zylindern des Verbrennungsmotors 2 auftritt. Es ist daher in dem Ansteuerblock 12 vorgesehen, durch Verstellen des Zündwinkels ZW den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 2 so anzupassen, dass die durch die erhöhte Luftfüllung bewirkte erhöhte Kraftstoffzufuhr nicht zu einem Momentensprung führt. Insbesondere wird die Reduzierung des Wirkungsgrads bei einer entsprechenden Betriebsartenumschaltung, die zu einer erhöhten Luftfüllung führt, durch eine Spätverstellung des Zündwinkels ZW erreicht.
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Als Maß für die Reduzierung des Wirkungsgrads dient eine Wirkungsgradkennlinie, die in einem Kennlinienblock 14 in dem Ansteuerblock 12 vorgesehen ist und für einen bestimmten Betriebspunkt den Zündwinkelwirkungsgrad η relativ zu dem bei einem bestimmten Betriebspunkt optimalen Motormoment über dem gestellten Zündwinkel ZW angibt. Der Verlauf dieser Wirkungsgradkennlinie ist für eine beispielhafte Motordrehzahl n in 3 dargestellt. Die dort dargestellte Wirkungsgradkennlinie gibt den Zündwinkelwirkungsgrad bei einer Variation des Zündwinkels ZW gegenüber dem optimalen Zündwinkel an.
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Es ist weiterhin ein Adaptionsblock 13 vorgesehen, der eine oder mehrere Korrekturgrößen K zur Korrektur des Momentenmodells, z.B. durch eine Korrektur der Wirkungsgradkennlinie, zur Verfügung stellt. Der Adaptionsblock 13 stellt die Korrekturgröße K so zur Verfügung, dass das Momentenmodell betriebspunktabhängig, angepasst werden kann. Die von dem Adaptionsblock 13 bereitgestellte Korrekturgröße K dient zur permanenten Korrektur des Momentenmodells.
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Der Adaptionsblock 13 ist ausgebildet, um bei einer Betriebsartenumschaltung, die durch das Umschaltsignal U signalisiert wird, aktiv bzw. aktiviert zu werden. Der Adaptionsblock 13 adaptiert die Korrekturgrößen K zur Korrektur der Wirkungsgradkennlinie, so dass bei der Ermittlung des Zündwinkels (ZW) Füllungssprünge bei einer Betriebsartenumschaltung bzw. Abweichungen des mit der Wirkungsgradkennlinie ermittelten Füllungswirkungsgrads über eine Anpassung des Momentenmodells kompensiert werden können. Ein mögliches Verfahren zur Adaption ist in dem Flussdiagramm der 4 dargestellt.
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Zu Betriebsartenumschaltungen wird der Adaptionsblock 13 aktiv und überprüft durch Überwachung einer Betriebsgröße B, wie beispielsweise der Drehzahl n, in einem ersten Zeitfenster vor der Betriebsartenumschaltung und in einem zweiten Zeitfenster während und/oder nach der Betriebsartenumschaltung, ob sich infolge der Betriebsartenumschaltung eine Änderung des vom Verbrennungsmotor 2 bereitgestellten Antriebsmoments ergeben hat. Insbesondere wird überprüft, ob sich infolge der Betriebsartenumschaltung eine Drehzahländerung ergeben hat.
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Dazu erfasst in Schritt S1 der Adaptionsblock 13 permanent die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 2 innerhalb eines bestimmten ersten Zeitfensters und legt die erfassten Drehzahlwerte, die den Verlauf der Drehzahl n innerhalb des bestimmten ersten Zeitfensters angeben, in einem entsprechenden Speicher ab. Zu einem Zeitpunkt, zu dem das Umschaltsignal U eine Betriebsartenumschaltung signalisiert, stehen dann Daten über die gespeicherten Drehzahlen n vor der Betriebsartenumschaltung zur Auswertung zur Verfügung. Anstelle der Drehzahl n können auch eine oder mehrere Betriebsgrößen B verwendet werden, die geeignet sind, einen Momentenverlauf des Verbrennungsmotors 2 zu repräsentieren.
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Die Drehzahlen n des ersten Zeitfensters werden in Schritt S2 bezüglich Steigung und Rauschen analysiert und in die Zukunft prädiziert, um eine erste Vergleichsgröße zu erhalten. Insbesondere wird das Drehzahlsignal auf den Zeitpunkt der Betriebsartenumschaltung, die durch das Umschaltsignal U angegeben wird, extrapoliert, um als erste Vergleichsgröße eine geschätzte Drehzahl n zum Umschaltzeitpunkt TU basierend auf den Drehzahlen n bzw. den Verlauf der Drehzahlen n im ersten Zeitfenster zu erhalten.
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Auf die gleiche Weise werden in Schritt S3 eine oder mehrere Drehzahlen n in einem zweiten Zeitfenster nach der Betriebsartenumschaltung erfasst. Aus dem in Schritt S3 erfassten Verlauf der Drehzahl wird eine maximale und/oder minimale Drehzahl innerhalb eines zweiten Zeitfensters oder eine mittlere Drehzahl (Mittelwert der Drehzahl) als eine bzw. mehrere zweite Vergleichsgrößen ermittelt.
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Durch Vergleichen der ersten und zweiten Vergleichsgröße in einem Überprüfungsschritt S4 kann festgestellt werden, ob durch die Betriebsartenumschaltungen ein Sprung in dem Antriebsmoment erfolgt ist. Dies wird festgestellt, wenn die minimale Drehzahl im zweiten Zeitfenster als zweite Vergleichsgröße um mehr als einen vorgegebenen Abweichungsbetrag kleiner ist als die durch das erste Zeitfenster extrapolierte Drehzahl als die erste Vergleichsgröße und/oder wenn die maximale Drehzahl im zweiten Zeitfenster als zweite Vergleichsgröße um mehr als einen vorgegebenen Abweichungsbetrag größer ist als die durch das erste Zeitfenster extrapolierte Drehzahl als erste Vergleichsgröße und. Wird in Schritt S4 entsprechendes festgestellt (Alternative: Ja), so wird in Schritt S5 überprüft, ob geeignete Umgebungsbedingungen vorliegen, die eine Adaption zulassen. Andernfalls (Alternative: Nein) wird keine Adaption vorgenommen und zu Schritt S1 zurückgesprungen.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der vorgegebene Abweichungs-Schwellenwert von den verwendeten Getriebevarianten und gewählten Fahrstufen abhängt, da je nach Getriebe bzw. gewählter Fahrstufe eine Änderung der Antriebsenergie zu unterschiedlichen Änderungen der Drehzahl n führen kann.
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Die geeigneten Umgebungsbedingungen, die eine Adaption zulassen, werden in Schritt S5 überprüft, um Fehladaptionen zu vermeiden, die sich beispielsweise in Rückwirkungen durch Triebstrang, Fahrbahn, Fahrerwunschmoment FWM und weitere die Drehzahl N beeinflussende Störgrößen auswirken können. Wird in Schritt S5 festgestellt, dass eine Adaption zulässig ist (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S6 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird keine Adaption vorgenommen und zu Schritt S1 zurückgesprungen.
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Die Abweichungen zwischen der ersten und der einen oder den beiden zweiten Vergleichsgrößen können in Schritt S6 in einem Adaptionskennfeld betriebspunktabhängig gespeichert werden und es können mehrere zu einem Betriebspunkt ermittelten Adaptionswerte gemittelt werden, um unerwünschte Fehladaptionen herauszufiltern. Die Adaptionskennfelder können je nach Anwendungsfall betriebspunktabhängig, z. B. über die Motordrehzahl N, das Motormoment und/oder die Motorlast, aufgespannt werden.
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Die Adaption erfolgt in Schritt S7 vorzugsweise inkrementell, d. h. bei einer Abweichung der ersten Vergleichsgröße von der zweiten Vergleichsgröße um mehr als den vorgegebenen Abweichungs-Schwellenwert. Die betriebspunktabhängigen Adaptionswerte werden angepasst, indem der zu dem jeweiligen Betriebspunkt gehörige Adaptionswert entsprechend inkrementiert oder dekrementiert wird, und zwar entsprechend dem Vorzeichen des Unterschieds zwischen der ersten und der zweiten Vergleichsgröße.
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Wird ein Adaptionskennfeld mit den Adaptionswerten bereitgestellt, so kann vorgesehen sein, dass ein gleichmäßiges Lernen der Adaptionsbereiche sichergestellt wird. Dazu werden jeweils mehrere benachbarte Kennfeldpunkte ausgewertet und entsprechend den Unterschieden zueinander in Folge unterschiedlich stark gelernt, um möglichst gleichmäßige homogene Adaptionskennfelder zu erreichen und Sprünge in den das Antriebsmoment beeinflussenden Größen zu vermeiden. Wird beispielsweise bei benachbarten Kennfeldpunkten des Adaptionskennfelds ein großer Unterschied zwischen den Adaptionswerten festgestellt, so kann, ein entsprechendes Überschreiten des Abweichungs-Schwellenwerts durch den Unterschied zwischen den beiden Vergleichsgrößen vorausgesetzt, ein Inkrementieren des betragsmäßig höheren Adaptionswerts geringer ausfallen als das Inkrementieren des betragsmäßig niedrigeren Adaptionswerts.
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Allgemein kann bei zwei benachbarten Kennfeldpunkten des Adaptionskennfelds ein Inkrementieren bzw. ein Dekrementieren in Richtung des Werts des benachbarten Kennfeldpunkts mit einer höheren Gewichtung durchgeführt werden als das Inkrementieren oder Dekrementieren in einer zu der Richtung des Werts des benachbarten Kennfeldpunkts entgegengesetzten Richtung.
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In 5 ist ein Diagramm zur Darstellung von Verläufen einer Drehzahl n, der Luftfüllung rl, der Sollfüllung rlSoll, des Umschaltsignals U und des Zündwinkels ZW jeweils vor und nach einer Betriebsartenumschaltung dargestellt, die einen positiven Füllungssprung bewirkt. Ferner sind das erste Zeitfenster F1 vor der Betriebsartenumschaltung und das zweite Zeitfenster F2 nach der Betriebsartenumschaltung angezeigt, bezüglich denen eine Auswertung der Drehzahlverläufe n des Verbrennungsmotors 2 vorgenommen wird.
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Da es nach der Betriebsartenumschaltung zu Schwingungen auf dem Triebstrang kommen kann, kann eine Auswertung des Drehzahlsignals unter Umständen problematisch sein. Aus diesem Grund kann der Zeitpunkt des Beginns des zweiten Zeitfensters nach einem vorgegebenen Zeitabstand von dem Umschaltzeitpunkt vorgesehen werden, um eine Beruhigung des Drehzahlverlaufs abzuwarten. Außerdem kann durch Anwenden von Filtern auf den Drehzahlverlauf in einem der Zeitfenster F1, F2 oder in beiden Zeitfenstern eine Glättung des entsprechenden Signals erfolgen.
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In 6 ist ein weiteres Diagramm zur Darstellung von Verläufen einer Drehzahl n, der Luftfüllung rl, der Sollfüllung rlSoll, des Umschaltsignals U und des Zündwinkels ZW jeweils vor, während und nach einer Betriebsartenumschaltung dargestellt, die einen negativen Füllungssprung bewirkt. Ferner sind das erste Zeitfenster F1 vor der Betriebsartenumschaltung, das zweite Zeitfenster F2 nach der Betriebsartenumschaltung und ein drittes Zeitfenster F3 während einer Umschaltvorbereitung unmittelbar vor dem Umschaltzeitpunkt TU angezeigt, bezüglich denen eine Auswertung der Drehzahlverläufe n des Verbrennungsmotors 2 vorgenommen wird.
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Zur Vorbereitung einer Betriebsartenumschaltung, die einen negativen Füllungssprung bewirkt, wird in der Regel eine Füllungserhöhung vor dem Umschaltzeitpunkt TU durchgeführt. Diese Füllungserhöhung erfolgt gemäß dem Momentenmodell gemeinsam mit einer Kompensation, insbesondere mithilfe der Wirkungsgradkennlinie, so dass das bereitgestellte Motormoment gleich bleibt. Die Füllungserhöhung erfolgt in dem Ablauf der 6 vor der Umschaltung bei zeitgleicher Zündwinkelkorrektur, so dass bei einer Fehlanpassung des Momentenmodells bereits vor der Umschaltung eine Drehzahlschwankung festgestellt werden kann. Dazu wird der Drehzahlverlauf in dem dritten Zeitfenster F3 entsprechend dem obigen Verfahren ausgewertet und, wenn notwendig, eine Adaption durchgeführt.
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Weiterhin erfolgt zum Umschaltzeitpunkt TU eine sprunghafte Füllungserniedrigung, die ebenfalls durch das Momentenmodell korrigiert werden muss. Eine Fehlanpassung kann durch Auswerten der Drehzahl bzw. des Verlaufs der Drehzahl in dem zweiten Zeitfenster F2 entsprechend dem obigen Verfahren erkannt und die entsprechende Korrekturgröße adaptiert werden.
