DE102015209392B4 - Method for controlling a switching process of a valve and control unit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorgangs eines Ventils (30) einer Brennkraftmaschine (10),
- wobei vor dem Umschaltvorgang ein erster Ventilquerschnitt des Ventils (30) zur Steuerung einer Luftmasse in der Brennkraftmaschine (10) bereitgestellt wird,
- wobei ein nach dem Umschaltvorgang anzusteuernder zweiter Ventilquerschnitt des Ventils (30) bereitgestellt wird,
- wobei wenigstens ein erster Steuerparameter der Brennkraftmaschine (10) vor dem Umschaltvorgang bereitgestellt wird,
- wobei die Brennkraftmaschine (10) vor dem Umschaltvorgang in Abhängigkeit des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilquerschnitts gesteuert wird,
- wobei auf Grundlage eines ersten Parametermodells, des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilquerschnitts ein durch die Brennkraftmaschine (10) abgegebenes erstes Drehmoment (M1) errechnet wird,
- wobei auf Grundlage des ersten Parametermodells, des ersten Steuerparameters und des zweiten Ventilquerschnitts ein durch die Brennkraftmaschine (10) nach dem Umschaltvorgang bereitstellbares zweites Drehmoment (M2) errechnet wird,
- wobei eine Differenz (ΔM) aus dem ersten Drehmoment (M1) und dem zweiten Drehmoment (M2) ermittelt wird,
- wobei auf Grundlage des zweiten Ventilquerschnitts, der Differenz (ΔM) des Drehmoments, des ersten Drehmoments und einem zweiten Parametermodell wenigstens ein zweiter Steuerparameter derart ermittelt wird, dass die Differenz (ΔM) des Drehmoments gegenüber der errechneten Differenz (ΔM) reduziert ist,
- wobei nach dem Umschaltvorgang in Abhängigkeit des zweiten Steuerparameters und des zweiten Ventilquerschnitts die Brennkraftmaschine (10) gesteuert wird,
- wobei eine erste Drosselventilstellung eines Drosselventils (55) der Brennkraftmaschine (10) und eine erste Verdichterstellung eines Verdichters (60), insbesondere eines Turboladers oder eines Kompressors, als erster Steuerparameter bereitgestellt werden,
- wobei auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine zweite Drosselventilstellung, ein vordefiniertes Zeitintervall und eine dritte Drosselventilstellung ermittelt wird,
- wobei in Abhängigkeit des Zeitintervalls vor dem Umschaltvorgang des Ventils (30) das Drosselventil (55) von der ersten Drosselventilstellung in die zweite Drosselventilstellung verfahren wird,
- wobei im Wesentlichen im Zeitpunkt des Umschaltvorgangs das Drosselventil (55) von der zweiten Drosselventilstellung in die dritte Drosselventilstellung verfahren wird,
- wobei auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine zweite Verdichterstellung ermittelt wird,
- wobei in Abhängigkeit des Zeitintervalls vor dem Umschaltvorgang der Verdichter (60) von der ersten Verdichterstellung in die zweite Verdichterstellung verfahren wird.

Figure DE102015209392B4_0000
Method for controlling a switching operation of a valve (30) of an internal combustion engine (10),
wherein before the switching operation, a first valve cross-section of the valve (30) is provided for controlling an air mass in the internal combustion engine (10),
wherein a second valve cross-section of the valve (30) to be actuated after the switching process is provided,
wherein at least one first control parameter of the internal combustion engine (10) is provided before the switching operation,
- wherein the internal combustion engine (10) is controlled before the switching operation in dependence on the first control parameter and the first valve cross section,
wherein a first torque (M1) emitted by the internal combustion engine (10) is calculated on the basis of a first parameter model, the first control parameter and the first valve cross-section,
wherein, based on the first parameter model, the first control parameter and the second valve cross-section, a second torque (M2) which can be provided by the internal combustion engine (10) after the switching operation is calculated,
wherein a difference (ΔM) is determined from the first torque (M1) and the second torque (M2),
wherein on the basis of the second valve cross-section, the difference (ΔM) of the torque, the first torque and a second parameter model, at least one second control parameter is determined such that the difference (ΔM) of the torque compared to the calculated difference (ΔM) is reduced,
wherein, after the switching operation, the internal combustion engine is controlled in dependence on the second control parameter and the second valve cross section,
- Wherein a first throttle valve position of a throttle valve (55) of the internal combustion engine (10) and a first Compressor position of a compressor (60), in particular a turbocharger or a compressor, are provided as a first control parameter,
wherein a second throttle valve position, a predefined time interval and a third throttle valve position are determined on the basis of the second parameter model,
wherein the throttle valve (55) is moved from the first throttle valve position into the second throttle valve position as a function of the time interval before the switching process of the valve (30),
wherein the throttle valve (55) is moved from the second throttle valve position to the third throttle valve position substantially at the time of the switching operation,
wherein a second compressor position is determined on the basis of the second parameter model,
- Wherein, depending on the time interval before the switching operation of the compressor (60) is moved from the first compressor position to the second compressor position.
Figure DE102015209392B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Patenanspruch 11.The invention relates to a method according to claim 1 and a control device according to claim 11.

Aus der DE 102 58 803 B4 ist ein Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorgangs im Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein durch den Umschaltvorgang allenfalls erzeugter Drehmomentsprung vermieden oder zumindest reduziert wird.From the DE 102 58 803 B4 a method for controlling a switching operation in the operation of an internal combustion engine is known in which a possibly generated by the switching operation torque jump is avoided or at least reduced.

Aus der DE 102 39 397 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Brennkraftmaschine weist einen Brennraum auf in den Kraftstoff einspritzbar und/oder Gas zuführbar ist. Bei dem Verfahren wird zwischen einer Kraftstoffeinspritzung und einer Gaszuführung umgeschaltet.From the DE 102 39 397 A1 For example, a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle is known. The internal combustion engine has a combustion chamber into which fuel can be injected and / or gas can be supplied. The method switches between a fuel injection and a gas supply.

Aus der 10 2010 029 749 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Momentenverlaufs einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Brennkraftmaschine mindestens eine Ventilhubänderungsvorrichtung zur Änderung der Hubverläufe der Einlassventile, und eine Füllungsänderungsvorrichtung zur Änderung einer Füllung, insbesondere eine Drosselklappe, und eine Zündvorrichtung umfasst, wobei in einer Umschaltphase die Ventilhubänderungsvorrichtung mindestens einen Hub mindestens eines Einlassventils ändert, wobei eine Magerlaufphase, während der das Verbrennungsluftverhältnis einen Wert größer als eins einnimmt, beginnt, wenn ein Zündwinkel einen maximalen Zündwinkel überschreitet.From the 10 2010 029 749 A1 a method for controlling a torque curve of a lean-running internal combustion engine is known, wherein the internal combustion engine comprises at least one valve lift changing device for changing the lift characteristics of the intake valves, and a filling change device for changing a filling, in particular a throttle valve, and an ignition device In a switching phase, the valve lift changing device changes at least one stroke of at least one intake valve, wherein a lean running phase during which the combustion air ratio takes a value greater than one begins when an ignition angle exceeds a maximum ignition angle.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und ein verbessertes Steuergerät bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an improved method and an improved control unit.

Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines verbesserten Steuergeräts gemäß Patentanspruch 11 gelöst.This object is achieved by means of a method according to claim 1 and by means of an improved control device according to claim 11.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Umschaltvorgangs eines Ventils und ein verbessertes Steuergerät dadurch bereitgestellt werden kann, dass vor dem Umschaltvorgang ein erster Ventilquerschnitt des Ventils zur Steuerung einer Luftmasse in der Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, wobei ein nach dem Umschaltvorgang anzusteuernder zweiter Ventilquerschnitt des Ventils bereitgestellt wird, wobei wenigstens ein erster Steuerparameter der Brennkraftmaschine vor dem Umschaltvorgang bereitgestellt wird, wobei die Brennkraftmaschine vor dem Umschaltvorgang in Abhängigkeit des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilquerschnitts gesteuert wird, wobei auf Grundlage eines ersten Parametermodells, des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilquerschnitts ein durch die Brennkraftmaschine abgegebenes erstes Drehmoment errechnet wird, wobei auf Grundlage des ersten Parametermodells, des ersten Steuerparameters und des zweiten Ventilquerschnitts ein durch die Brennkraftmaschine nach dem Umschaltvorgang bereitstellbares zweites Drehmoment errechnet wird, wobei eine Differenz aus dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment ermittelt wird, wobei auf Grundlage des zweiten Ventilquerschnitts, der Differenz des Drehmoments, des ersten Drehmoments und einem zweiten Parametermodell wenigstens ein zweiter Steuerparameter derart ermittelt wird, dass die Differenz des Drehmoments gegenüber der errechneten Differenz reduziert ist, wobei nach dem Umschaltvorgang in Abhängigkeit des zweiten Steuerparameters und des zweiten Ventilquerschnitts die Brennkraftmaschine gesteuert wird. Ferner wird eine erste Drosselventilstellung eines Drosselventils (55) der Brennkraftmaschine (10) und eine erste Verdichterstellung eines Verdichters (60), insbesondere eines Turboladers oder eines Kompressors, als erster Steuerparameter bereitgestellt werden,

  • - wobei auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine zweite Drosselventilstellung, ein vordefiniertes Zeitintervall und eine dritte Drosselventilstellung ermittelt wird,
  • - wobei in Abhängigkeit des Zeitintervalls vor dem Umschaltvorgang des Ventils (30) das Drosselventil (55) von der ersten Drosselventilstellung in die zweite Drosselventilstellung verfahren wird,
  • - wobei im Wesentlichen im Zeitpunkt des Umschaltvorgangs das Drosselventil (55) von der zweiten Drosselventilstellung in die dritte Drosselventilstellung verfahren wird,
  • - wobei auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine zweite Verdichterstellung ermittelt wird,
  • - wobei in Abhängigkeit des Zeitintervalls vor dem Umschaltvorgang der Verdichter (60) von der ersten Verdichterstellung in die zweite Verdichterstellung verfahren wird.
According to the invention, it has been recognized that an improved method for controlling a switching process of a valve and an improved control unit can be provided by providing a first valve cross section of the valve for controlling an air mass in the internal combustion engine before the switching operation, wherein a second valve cross section to be triggered after the switching operation the valve is provided, wherein at least a first control parameter of the internal combustion engine is provided before the switching operation, wherein the internal combustion engine is controlled before the switching operation in response to the first control parameter and the first valve cross section, based on a first parameter model, the first control parameter and the first valve cross section calculated by the internal combustion engine first torque is calculated, based on the first parameter model, the first control parameter and the second Ventilquersch a second torque which can be provided by the internal combustion engine after the switching operation is calculated, wherein a difference between the first torque and the second torque is determined, wherein at least a second one based on the second valve cross section, the difference of the torque, the first torque and a second parameter model Control parameter is determined such that the difference of the torque compared to the calculated difference is reduced, wherein after the switching operation in response to the second control parameter and the second valve cross section, the internal combustion engine is controlled. Furthermore, a first throttle valve position of a throttle valve (55) of the internal combustion engine (10) and a first compressor position of a compressor (60), in particular a turbocharger or a compressor, are provided as the first control parameter,
  • wherein a second throttle valve position, a predefined time interval and a third throttle valve position are determined on the basis of the second parameter model,
  • wherein the throttle valve (55) is moved from the first throttle valve position into the second throttle valve position as a function of the time interval before the switching process of the valve (30),
  • wherein the throttle valve (55) is moved from the second throttle valve position to the third throttle valve position substantially at the time of the switching operation,
  • wherein a second compressor position is determined on the basis of the second parameter model,
  • - Wherein, depending on the time interval before the switching operation of the compressor (60) is moved from the first compressor position to the second compressor position.

Auf diese Weise wird ein Drehmomentsprung beim Umschalten des Ventilquerschnitts vom ersten Ventilquerschnitt auf den zweiten Ventilquerschnitt vermieden. Dies führt zu einem erhöhten Fahrkomfort und gleichzeitig zu einer reduzierten Belastung von Komponenten im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs.In this way, a torque jump when switching the valve cross section from the first valve cross section to the second valve cross section is avoided. This leads to increased ride comfort and at the same time to a reduced load on components in the drive train of the motor vehicle.

In einer Ausführungsform ist der erste Steuerparameter ein erster Zündwinkel der Brennkraftmaschine und/oder eine erste Luftmasse. Zusätzlich oder alternativ ist der zweite Steuerparameter ein zweiter Zündwinkel der Brennkraftmaschine.In one embodiment, the first control parameter is a first ignition angle of the internal combustion engine and / or a first air mass. Additionally or alternatively, the second control parameter is a second ignition angle of the internal combustion engine.

In einer weiteren Ausführungsform werden als erster Steuerparameter ein minimaler Zündwinkel und ein Basisbrennwinkel bereitgestellt, wobei bei der Bestimmung des zweiten Zündwinkels der minimale Zündwinkel und ein Basisbrennwinkel berücksichtigt werden, wobei der Basiszündwinkel als frühest zulässiger Kurbelwellenwinkel definiert ist, bis zu welchem keine klopfende Verbrennung in der Brennkraftmaschine (10) stattfindet, wobei unter einem minimalen Brennwinkel der Kurbelwellenwinkel verstanden, zu welchem noch eine Verbrennung eines Brennstoffluftgemischs (160) in einem Zylinder (15) startbar ist. In a further embodiment, a minimum firing angle and a base firing angle are provided as a first control parameter, the minimum firing angle and a base firing angle being taken into account in the determination of the second firing angle, the base firing angle being defined as the earliest permissible crank angle up to which no knocking combustion in the firing angle is defined Internal combustion engine (10) takes place, where understood by a minimum focal angle of the crankshaft angle at which still a combustion of a fuel mixture (160) in a cylinder (15) can be started.

In einer weiteren Ausführungsform wird als erster Ventilquerschnitt ein erster Ventilhub eines Einlassventils und als zweiter Ventilquerschnitt ein zweiter Ventilhub des Einlassventils der Brennkraftmaschine bereitgestellt.In a further embodiment, a first valve lift of an intake valve is provided as the first valve cross-section, and a second valve lift of the intake valve of the internal combustion engine is provided as the second valve cross-section.

In einer weiteren Ausführungsform wird auf Grundlage des zweiten Ventilquerschnitts, des ersten Steuerparameters und eines Vorhersagemodells eine zweite Luftmasse bestimmt, wobei die zweite Luftmasse bei der Ermittlung des zweiten Drehmoments berücksichtigt wird.In a further embodiment, based on the second valve cross-section, the first control parameter and a predictive model, a second air mass is determined, wherein the second air mass is taken into account in determining the second torque.

In einer weiteren Ausführungsform wird auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine dritte Verdichterstellung des Verdichters (60) ermittelt, wobei im Wesentlichen zum Zeitpunkt des Umschaltvorgangs des Ventils der Verdichter von der zweiten Verdichterstellung in die dritte Verdichterstellung verfahren wird.In a further embodiment, based on the second parameter model, a third compressor position of the compressor (60) is determined, wherein the compressor is moved from the second compressor position to the third compressor position substantially at the time of switching the valve.

In einer weiteren Ausführungsform wird der zweite Steuerparameter für einen nächst verbrennenden Zylinder der Brennkraftmaschine, vorzugsweise wenigstens 360 Grad Kurbelwellenwinkel, vor Beginn eines Zündens von Brennstoffgas in dem Zylinder, ermittelt.In a further embodiment, the second control parameter for a next combustion cylinder of the internal combustion engine, preferably at least 360 degrees crankshaft angle, before the start of ignition of fuel gas in the cylinder, is determined.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Differenz des Drehmoments mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen, wobei in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs ein Freigabesignal zur Umschaltung des ersten Ventilquerschnitts auf den zweiten Ventilquerschnitt bereitgestellt wird.In a further embodiment, the difference of the torque is compared with a predefined threshold value, wherein a release signal for switching the first valve cross-section to the second valve cross-section is provided as a function of a result of the comparison.

In einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Parametermodell eine Optimierungsstufe auf, wobei mittels der Optimierungsstufe ein Abstand des zweiten Zündwinkels zum Basisbrennwinkel und die Differenz reduziert wird.In a further embodiment, the second parameter model has an optimization stage, wherein a distance of the second ignition angle to the base combustion angle and the difference is reduced by means of the optimization stage.

In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Parametermodell als Vorwärtsmodell ausgebildet und das zweite Parametermodell zumindest teilweise als Rückwärtsmodell des ersten Parametermodells ausgebildet und/oder wobei das erste und/oder das zweite Parametermodell als mathematische Funktion und/oder Algorithmus und/oder Kennfeld und/oder Kennlinie und/oder parametrisches Modell ausgebildet ist, und/oder wobei das zweite Parametermodell wenigstens eine Ausgangsgröße des ersten Parametermodells als Eingangsgröße verwendet.In a further embodiment, the first parameter model is designed as a forward model and the second parameter model at least partially as a backward model of the first parameter model and / or wherein the first and / or the second parameter model as a mathematical function and / or algorithm and / or map and / or characteristic and / or parametric model is formed, and / or wherein the second parameter model uses at least one output variable of the first parameter model as an input variable.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei

  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine; und
  • 3 eine Weiterbildung des in 2 gezeigten Verfahrens;
darstellt.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments which will be described in connection with the drawings
  • 1 a schematic representation of an internal combustion engine;
  • 2 a flowchart of a method for operating the in 1 shown internal combustion engine; and
  • 3 a further education of in 2 shown method;
represents.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 10 ist an einer Ausgangsseite mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbunden. Die Brennkraftmaschine 10 stellt an der Ausgangsseite 11 ein Drehmoment M zum Antrieb des Kraftfahrzeugs bereit. Die Ausgangsseite 11 kann eine Kupplung sein. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 , The internal combustion engine 10 is connected at an output side with a drive train of a motor vehicle. The internal combustion engine 10 puts on the output side 11 a torque M for driving the motor vehicle ready. The exit side 11 can be a clutch.

Die Brennkraftmaschine 10 ist vom Ottotyp. Die Brennkraftmaschine 10 weist mehrere Zylinder 15 auf, von denen in 1 einer angedeutet ist. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine 10 einen Ansaugtrakt 20, einen Abgastrakt 25, ein Einlassventil 30, ein nicht dargestelltes Auslassventil, einen Aktuator mit einer Verstelleinrichtung 35 zum diskreten Verstellen eines als Ventilquerschnitt ausgebildeten Ventilhubs des Einlassventils 30, ein Einspritzventil 40 zum Einspritzen von Kraftstoff, eine Zündkerze 45 mit einer Zündwinkel-Verstelleinrichtung 50, ein im Ansaugtrakt 20 angeordnetes Drosselventil 55 in Form einer Drosselklappe und einen im Ansaugtrakt 20 angeordneten Verdichter 60. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine 10 ein Steuergerät 65 und ein Betriebssteuergerät 70.The internal combustion engine 10 is of the Otto type. The internal combustion engine 10 has several cylinders 15 on, of which in 1 one is indicated. Furthermore, the internal combustion engine comprises 10 an intake tract 20 , an exhaust tract 25 , an inlet valve 30 , An exhaust valve, not shown, an actuator with an adjustment 35 for discretely adjusting a valve lift of the intake valve designed as a valve cross-section 30 , an injection valve 40 for injecting fuel, a spark plug 45 with a firing angle adjustment 50 , one in the intake tract 20 arranged throttle valve 55 in the form of a throttle and one in the intake tract 20 arranged compressor 60 , Furthermore, the internal combustion engine comprises 10 a control unit 65 and an operation control device 70 ,

Das Steuergerät 65 umfasst eine Steuereinrichtung 75, einen ersten Speicher 80 und eine erste Schnittstelle 85. Die Steuereinrichtung 75 ist über eine erste Verbindung 90 mit dem ersten Speicher 80 verbunden. Die erste Schnittstelle 85 ist mit der ersten Steuereinrichtung 75 mittels einer zweiten Verbindung 95 verbunden.The control unit 65 comprises a control device 75 , a first store 80 and a first interface 85 , The control device 75 is about a first connection 90 with the first memory 80 connected. The first interface 85 is with the first control device 75 by means of a second connection 95 connected.

Im ersten Speicher 80 der Steuereinrichtung 75 ist ein erstes Parametermodell und ein zweites Parametermodell der Brennkraftmaschine 10 abgelegt. Das erste und/oder das zweite Parametermodell und/oder Vorhersagemodell kann dabei als mathematische Funktion und/oder Algorithmus und/oder Kennfeld und/oder Kennlinie und/oder parametrisches Modell ausgebildet sein. Ferner ist im Speicher 80 ein vordefinierter Schwellenwert abgelegt. Der Schwellenwert ist in der Ausführungsform beispielhaft als Toleranzband ausgebildet.In the first store 80 the control device 75 is a first parameter model and a second one Parameter model of the internal combustion engine 10 stored. The first and / or the second parameter model and / or prediction model can be embodied as a mathematical function and / or algorithm and / or characteristic diagram and / or characteristic curve and / or parametric model. Further, in memory 80 stored a predefined threshold. The threshold is exemplified in the embodiment as a tolerance band.

Das erste und/oder das zweite Parametermodell bilden dabei ein physikalisches Modell der Brennkraftmaschine 10 aus. Dabei unterscheidet sich das erste Parametermodell dahingehend vom zweiten Parametermodell, dass die Eingangsgrößen des ersten Parametermodells teilweise unterschiedlich zu den Eingangsgrößen des zweiten Parametermodells sind. Dabei ist ferner eine Ausgangsgröße des ersten Parametermodells eine der Eingangsgrößen des zweiten Parametermodells.The first and / or the second parameter model form a physical model of the internal combustion engine 10 out. In this case, the first parameter model differs from the second parameter model in that the input variables of the first parameter model are partially different from the input parameters of the second parameter model. In this case, an output variable of the first parameter model is also one of the input variables of the second parameter model.

Das Betriebssteuergerät 70 umfasst eine Betriebssteuereinrichtung 100, einen zweiten Speicher 105 und eine zweite Schnittstelle 110. Der zweite Speicher 105 ist mittels einer dritten Verbindung 115 mit der Betriebssteuereinrichtung 100 verbunden. Die zweite Schnittstelle 110 ist mittels einer vierten Verbindung 120 mit der Betriebssteuereinrichtung 100 verbunden.The operating control unit 70 includes an operation control device 100 , a second memory 105 and a second interface 110 , The second memory 105 is by means of a third connection 115 with the operation control device 100 connected. The second interface 110 is by means of a fourth connection 120 with the operation control device 100 connected.

Die zweite Schnittstelle 110 ist mittels einer fünften Verbindung 125 mit der ersten Schnittstelle 85 verbunden. Ferner ist die zweite Schnittstelle 110 mittels einer sechsten Verbindung 130 mit der Zündkerze 45 und mittels einer siebten Verbindung 135 mit der Zündwinkel-Verstelleinrichtung 50 verbunden. Die Verstelleinrichtung 35 ist mittels einer achten Verbindung 140 mit der zweiten Schnittstelle 110 verbunden. Des Weiteren ist das Einspritzventil 40 mittels einer neunten Verbindung 145 und das Drosselventil 55 mittels einer zehnten Verbindung 150 mit der zweiten Schnittstelle 110 verbunden.The second interface 110 is by means of a fifth connection 125 with the first interface 85 connected. Further, the second interface 110 by means of a sixth connection 130 with the spark plug 45 and by means of a seventh connection 135 with the ignition angle adjustment 50 connected. The adjusting device 35 is by means of an eighth connection 140 with the second interface 110 connected. Furthermore, the injection valve 40 by means of a ninth connection 145 and the throttle valve 55 by means of a tenth connection 150 with the second interface 110 connected.

Der Verdichter 60 ist in der Ausführungsform als verstellbarer Verdichter, insbesondere als Turbolader oder Kompressor ausgebildet. Der Verdichter 60 ist zur Ansteuerung am Betriebssteuergerät 70 mittels einer elften Verbindung 155 mit der zweiten Schnittstelle 110 verbunden.The compressor 60 is designed in the embodiment as an adjustable compressor, in particular as a turbocharger or compressor. The compressor 60 is for controlling the operating control unit 70 by means of an eleventh connection 155 with the second interface 110 connected.

Die Betriebssteuereinrichtung 100 steuert in Abhängigkeit eines im zweiten Speicher 105 abgelegten Steueralgorithmus mittels über die zweite Schnittstelle 110 bereitgestellte Steuersignale die Brennkraftmaschine 10. Dabei wird mittels des Ansaugtrakts 20 ein Brennstoffluftgemisch 160 oder Luft in den Zylinder 15 gefördert.The operation control device 100 controls as a function of one in the second memory 105 stored control algorithm via the second interface 110 provided control signals the internal combustion engine 10 , It is by means of the intake 20 a fuel air mixture 160 or air in the cylinder 15 promoted.

Das Steuer- bzw. gegebenenfalls das Regelverfahren sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt, sodass hierauf nur insofern eingegangen wird, als es für das Verständnis des im Weiteren beschriebenen Verfahrens zum Steuern von Umschaltvorgängen erforderlich ist. Im Rahmen der Steuerung bzw. Regelung der Brennkraftmaschine wird mittels der Verstelleinrichtung 35 auf Grundlage eines Steuersignals des Betriebssteuergeräts 70 der Ventilhub zwischen einem als erster Ventilquerschnitt ausgebildeten ersten Ventilhub und einem als zweiter Ventilquerschnitt ausgebildeten zweiten Ventilhub des Einlassventils 30 verändert.The control or, if appropriate, the control method are known in principle to the person skilled in the art, so that this is only discussed insofar as it is necessary for the understanding of the method described below for controlling switching operations. As part of the control or regulation of the internal combustion engine is by means of the adjustment 35 based on a control signal of the operation control device 70 the valve lift between a first valve cross-section formed as the first valve and a valve formed as a second valve second valve lift of the intake valve 30 changed.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine 10. 2 shows a flowchart of a method for operating the in 1 shown internal combustion engine 10 ,

In einem ersten Verfahrensschritt 300 stellt das Betriebssteuergerät 70 an der zweiten Schnittstelle 110 ein erstes Informationssignal bereit. Das erste Informationssignal wird über die fünfte Verbindung 125 an die erste Schnittstelle übertragen und von dieser erfasst. Die erste Schnittstelle 85 stellt das erste Informationssignal der Steuereinrichtung 75 bereit.In a first process step 300 represents the operation control unit 70 at the second interface 110 a first information signal ready. The first information signal is via the fifth connection 125 transferred to the first interface and detected by this. The first interface 85 represents the first information signal of the control device 75 ready.

Das erste Informationssignal beinhaltet zylinderabhängige Informationen der durch die Betriebssteuereinrichtung 70 gesteuerten Brennkraftmaschine 10. Dabei beinhaltet das erste Informationssignal eine Information über den aktuellen ersten Ventilhub des Einlassventils 30 (erster Ventilquerschnitt) und den neuen, vom aktuellen Ventilhub abweichenden nach dem Umschaltvorgang angesteuerten zweiten Ventilhub (zweiter Ventilquerschnitt). In der Ausführungsform soll beispielhaft der erste Ventilhub geringer sein als der zweite Ventilhub. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der zweite Ventilhub geringer als der erste Ventilhub ist. Das Betriebssteuergerät 70 steuert die Brennkraftmaschine 10 vor dem Umschaltvorgang auf Grundlage des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilhubs. The first information signal includes cylinder-dependent information from the operation control device 70 controlled internal combustion engine 10 , In this case, the first information signal includes information about the current first valve lift of the intake valve 30 (First valve cross-section) and the new, deviating from the current valve after the switching operation controlled second valve lift (second valve cross-section). For example, in the embodiment, the first valve lift should be less than the second valve lift. Of course, it is also conceivable that the second valve lift is less than the first valve lift. The operating control unit 70 controls the internal combustion engine 10 before the switching operation based on the first control parameter and the first valve lift.

Ferner beinhaltet das erste Informationssignal eine Information über einen Zeitpunkt der Umschaltung des Ventilhubs des Einlassventils 30 und einen ersten Steuerparameter. In der Ausführungsform weist der erste Steuerparameter als Kenngrößen einen ersten Zündwinkel, einen Basiszündwinkel, einen minimalen Brennwinkel und eine erste Luftmasse auf. Dabei ist der Basiszündwinkel als frühestzulässiger Kurbelwellenwinkel definiert, bis zu welchem keine klopfende Verbrennung in der Brennkraftmaschine 10 stattfindet. Dabei wird unter einem minimalen Brennwinkel der Kurbelwellenwinkel verstanden, zu welchem noch eine Verbrennung des Brennstoffluftgemischs 160 startbar ist. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der erste Steuerparameter weitere Kenngrößen der Brennkraftmaschine 10 umfasst.Further, the first information signal includes information about a timing of switching the valve lift of the intake valve 30 and a first control parameter. In the embodiment, the first control parameter has as characteristics a first ignition angle, a base ignition angle, a minimum focal angle and a first air mass. In this case, the base ignition angle is defined as the earliest permissible crankshaft angle, up to which no knocking combustion in the internal combustion engine 10 takes place. Here, a minimum focal angle is understood to mean the crankshaft angle, to which still a combustion of the fuel-air mixture 160 is bootable. Of course, it is also conceivable that the first Control parameters further characteristics of the internal combustion engine 10 includes.

Bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine 10 ermittelt die Steuereinrichtung 75 auf Grundlage des ersten Informationssignals und eines Vergleichs der Informationen zwischen den Zylindern in einem ersten Verfahrensschritt 300 welcher der Zylinder 15 als nächster gezündet wird. Dabei führt die Steuereinrichtung 75 die im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte für den nächsten zündenden Zylinder, vorzugsweise bei einem 4-Zylindermotor wenigstens 360 Grad Kurbelwellenwinkel, vor einem Zünden des Zylinders durch.In a multi-cylinder internal combustion engine 10 determines the controller 75 based on the first information signal and a comparison of the information between the cylinders in a first method step 300 which of the cylinders 15 is ignited next. In this case, the control device leads 75 the method steps described below for the next firing cylinder, preferably in a 4-cylinder engine at least 360 degrees crankshaft angle, before igniting the cylinder by.

In einem zweiten Verfahrensschritt 305, der auf den ersten Verfahrensschritt 300 folgt, errechnet die Steuereinrichtung 75 auf Grundlage des ersten Parametermodells sowie auf Grundlage des ersten Ventilhubs und des ersten Steuerparameters ein durch die Brennkraftmaschine 10 an der Ausgangsseite 11, vorzugsweise an einer Kupplung bereitgestelltes erstes Drehmoment M1. Dabei sind der erste Ventilhub und der erste Steuerparameter Eingangsgrößen des ersten Parametermodells und das erste Drehmoment M1 eine Ausgangsgröße des ersten Parametermodells.In a second process step 305 who is at the first procedural stage 300 follows, calculates the controller 75 on the basis of the first parameter model as well as on the basis of the first valve lift and the first control parameter on by the internal combustion engine 10 at the exit side 11 , preferably provided on a clutch first torque M1. In this case, the first valve lift and the first control parameter are input variables of the first parameter model and the first torque M1 is an output variable of the first parameter model.

Dabei können in dem ersten Parametermodell Verluste, die das abzugebende erste Drehmoment M1 reduzieren, mit berücksichtigt werden. Dabei können insbesondere Reibungsverluste und/oder Strömungsverluste und/oder Pumpverluste der Luft und/oder des Luftbrennstoffgemischs und/oder eines Abgases in der Brennkraftmaschine 10 mit berücksichtigt werden.In this case, losses which reduce the first torque M1 to be output can also be taken into account in the first parameter model. In particular friction losses and / or flow losses and / or pumping losses of the air and / or of the air fuel mixture and / or of an exhaust gas in the internal combustion engine may occur 10 to be taken into account.

In einem dritten Verfahrensschritt 310, der auf den zweiten Verfahrensschritt 305 folgt, wird das errechnete erste Drehmoment M1 im ersten Speicher 80 durch die Steuereinrichtung 75 abgelegt.In a third process step 310 , the second step 305 follows, the calculated first torque M1 in the first memory 80 by the control device 75 stored.

In einem vierten Verfahrensschritt 315, der auf den ersten Verfahrensschritt 300 folgt und vorzugsweise parallel zum zweiten Verfahrensschritt 305 durchgeführt wird, ermittelt die Steuereinrichtung auf Grundlage des Vorhersagemodells, des ersten Steuerparameters und des zweiten Ventilhubs eine zweite Luftmasse. Das Vorhersagemodell kann auch in das erste Parametermodell integriert sein.In a fourth process step 315 who is at the first procedural stage 300 follows and preferably parallel to the second process step 305 is performed, the controller determines a second air mass based on the predictive model, the first control parameter, and the second valve lift. The predictive model can also be integrated into the first parameter model.

Des Weiteren errechnet die Steuereinrichtung 75 auf Grundlage des ersten Parametermodells, des ersten Steuerparameters, des zweiten Ventilhubs und der zweiten Luftmasse ein durch die Brennkraftmaschine 10 nach dem Umschaltvorgang des Einlassventils 30 an der Ausgangsseite 11 der Brennkraftmaschine 10 bereitstellbares zweites Drehmoment M2. Hierbei wird bei dem ersten Steuerparameter anstatt der ersten Luftmasse die ermittelte zweite Luftmasse bei der Berechnung des zweiten Drehmoments M2 berücksichtigt. Dabei sind der zweite Ventilhub und der erste Steuerparameter sowie die zweite Luftmasse Eingangsgrößen des ersten Parametermodells und das zweite Drehmoment M2 die Ausgangsgröße des ersten Parametermodells.Furthermore, the controller calculates 75 on the basis of the first parameter model, the first control parameter, the second valve lift and the second air mass by the internal combustion engine 10 after the switching operation of the intake valve 30 at the exit side 11 the internal combustion engine 10 deployable second torque M2. Here, in the first control parameter instead of the first air mass, the determined second air mass is taken into account in the calculation of the second torque M2. In this case, the second valve lift and the first control parameter and the second air mass are input variables of the first parameter model and the second torque M2 is the output variable of the first parameter model.

Ein beispielhaft gegenüber dem ersten Ventilhub vergrößerter zweiter Ventilhub des Einlassventils 30 führt zu einer verstärkten Füllung des Zylinders 15 mit Brennstoffluftgemisch 160 und durch die verstärkte Füllung zu einer entsprechenden Erhöhung des Drehmoments M an der Ausgangsseite 11 der Brennkraftmaschine 10.An example of the first valve lift enlarged second valve lift of the intake valve 30 leads to an increased filling of the cylinder 15 with fuel air mixture 160 and by the increased filling to a corresponding increase in the torque M at the output side 11 the internal combustion engine 10 ,

Wird beispielhaft angenommen, dass mit dem ersten Ventilhub die Brennkraftmaschine 10 das erste Drehmoment M1 von 100 Nm bereitstellt, so führt beispielsweise einer Erhöhung des ersten Ventilhubs zum zweiten Ventilhub, sodass beim zweiten Ventilhub der Zylinder 15 gegenüber dem ersten Ventilhub mit 50 Prozent mehr Brennstoffluftgemisch 160 gefüllt ist, zu einer entsprechenden Steigerung des Drehmoments M an der Ausgangsseite 11 um 50 Prozent. Somit ergäbe sich bei dem zweiten Ventilhub an der Ausgangsseite 11 das zweite Drehmoment M2 von 150 Nm.For example, assume that with the first valve lift the internal combustion engine 10 provides the first torque M1 of 100 Nm, for example, an increase in the first valve lift leads to the second valve lift, so that the cylinder at the second valve lift 15 compared to the first valve lift with 50 percent more fuel air mixture 160 is filled, to a corresponding increase in the torque M on the output side 11 by 50 percent. This would result in the second valve lift on the output side 11 the second torque M2 of 150 Nm.

In einem fünften Verfahrensschritt 320, der auf den vierten Verfahrensschritt 315 folgt, wird das errechnete zweite Drehmoment M2 im ersten Speicher 80 durch die Steuereinrichtung 75 abgelegt.In a fifth process step 320 , the fourth step 315 follows, the calculated second torque M2 in the first memory 80 by the control device 75 stored.

In einem sechsten Verfahrensschritt 325, der auf den dritten Verfahrensschritt 310 und auf den fünften Verfahrensschritt 320 folgt, ermittelt die Steuereinrichtung 75 auf Grundlage des im ersten Speicher 80 abgelegten ersten Drehmoments M1 und des zweiten Drehmoments M2 eine Differenz ΔM aus dem ersten Drehmoment M1 und dem zweiten Drehmoment M2.In a sixth process step 325 , the third step 310 and to the fifth process step 320 follows, determines the controller 75 based on the first memory 80 stored first torque M1 and the second torque M2, a difference ΔM of the first torque M1 and the second torque M2.

In einem siebten Verfahrensschritt 330, der auf den sechsten Verfahrensschritt 325 folgt, legt die Steuereinrichtung 75 das Ergebnis der Differenz ΔM in dem ersten Speicher 80 ab.In a seventh process step 330 , the sixth procedural step 325 follows, sets the controller 75 the result of the difference ΔM in the first memory 80 from.

In einem achten Verfahrensschritt 335 vergleicht die Steuereinrichtung 75 die Differenz ΔM mit dem vordefinierten Schwellenwert. In der Ausführungsform ist der Schwellenwert beispielsweise als Toleranzband ausgebildet. Das Toleranzband kann beispielsweise eine Breite von ± 5 Nm aufweisen. Liegt die Differenz ΔM außerhalb des Toleranzbands, so fährt die Steuereinrichtung 75 mit einem neunten Verfahrensschritt 340 fort. Liegt die Differenz ΔM innerhalb des Toleranzbands, so stellt die Steuereinrichtung 75 dem Betriebssteuergerät 70 über die fünfte Verbindung 125 ein Freigabesignal bereit, um die Ventilhubumschaltung mit dem zweiten Ventilhub mittels der Verstelleinrichtung 35 durchzuführen. Dabei steuert das Betriebssteuergerät 70 nach dem Umschaltvorgang die Brennkraftmaschine 10 auf Grundlage des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilhubs.In an eighth process step 335 compares the controller 75 the difference ΔM with the predefined threshold. For example, in the embodiment, the threshold is formed as a tolerance band. The tolerance band may for example have a width of ± 5 Nm. If the difference .DELTA.M outside the tolerance band, then the control device moves 75 with a ninth procedural step 340 continued. If the difference .DELTA.M within the tolerance band, so does the controller 75 the operating control unit 70 about the fifth connection 125 a release signal ready to the valve lift switching with the second valve lift by means of the adjusting device 35 perform. The operating control unit controls this 70 after the switching operation, the internal combustion engine 10 based on the first control parameter and the first valve lift.

In dem neunten Verfahrensschritt 340 ermittelt die Steuereinrichtung 75 auf Grundlage der Differenz des Drehmoments ΔM und des ersten Drehmoments M1, dem zweiten Parametermodell und dem zweiten Ventilhub wenigstens einen zweiten Steuerparameter. Hierbei verwendet die Steuereinrichtung die zweite Luftmasse im Rahmen des ersten Steuerparameters. Dabei kann die zweite Luftmasse erneut wie oben beschrieben mittels des Vorhersagemodells ermittelt werden oder die Steuereinrichtung 70 berücksichtigt die im vierten Verfahrensschritt 315 ermittelte zweite Luftmasse.In the ninth step 340 determines the controller 75 based on the difference of the torque ΔM and the first torque M1, the second parameter model and the second valve lift at least a second control parameter. In this case, the control device uses the second air mass within the scope of the first control parameter. In this case, the second air mass can be determined again as described above by means of the predictive model or the control device 70 takes into account the fourth step 315 determined second air mass.

Die Steuereinrichtung 75 wählt den zweiten Steuerparameter derart, dass das durch die Brennkraftmaschine 10 nach dem Umschaltvorgang im Wesentlichen abgebbare Drehmoment M dem ersten Drehmoment M1 entspricht und somit die Differenz ΔM gegenüber der im sechsten Verfahrensschritt 325 errechneten Differenz ΔM reduziert ist.The control device 75 selects the second control parameter such that by the internal combustion engine 10 After the switching operation, essentially deliverable torque M corresponds to the first torque M1 and thus the difference .DELTA.M compared to that in the sixth method step 325 calculated difference ΔM is reduced.

Dabei können in dem zweiten Parametermodell Verluste, die das abzugebende zweite Drehmoment M2 beeinflussen, mit berücksichtigt werden. Insbesondere können Reibungsverluste, Strömungsverluste und/oder Pumpverluste der Luft und/oder des Luftbrennstoffgemischs und/oder eines Abgases in der Brennkraftmaschine 10 mit berücksichtigt werden.It can be taken into account in the second parameter model losses that affect the output second torque M2. In particular, friction losses, flow losses and / or pumping losses of the air and / or the air fuel mixture and / or an exhaust gas in the internal combustion engine 10 to be taken into account.

Hierbei sind der zweite Ventilhub und die Differenz ΔM des Drehmoments und der Basisbrennwinkel und der minimale Zündwinkel sowie die zweite Luftmasse Eingangsgrößen des zweiten Parametermodells und der zweite Steuerparameter die Ausgangsgröße des zweiten Parametermodells. Damit bildet das zweite Parametermodell zumindest teilweise eine Art „Rückwärts-Modell“ gegenüber dem als „Vorwärts-Modell“ ausgebildeten ersten Parametermodell aus. Mit anderen Worten ist zumindest teilweise das zweite Parametermodell das inverse erste Parametermodell.Here, the second valve lift and the difference ΔM of the torque and the base firing angle and the minimum firing angle and the second air mass input variables of the second parameter model and the second control parameter, the output of the second parameter model. Thus, the second parameter model at least partially forms a kind of "backward model" with respect to the first parameter model embodied as a "forward model". In other words, at least partially, the second parameter model is the inverse first parameter model.

Der zweite Steuerparameter kann dabei ein zweiter Zündwinkel sein. Alternativ ist auch denkbar, dass der zweite Steuerparameter eine oder mehrere andere Kenngröße(n) der Brennkraftmaschine 10, beispielsweise eine Brennstoffmenge, die durch das Einspritzventil 40 bereitgestellt wird und/oder eine dritte Luftmenge, die in den Zylinder gefördert wird, ist. Wird der zweite Zündwinkel als zweiter Steuerparameter bestimmt, berücksichtigt die Steuereinrichtung den minimalen Zündwinkel und den Basisbrennwinkel bei der Ermittlung des zweiten Zündwinkels.The second control parameter can be a second ignition angle. Alternatively, it is also conceivable that the second control parameter one or more other characteristic (s) of the internal combustion engine 10 , For example, an amount of fuel through the injector 40 is provided and / or a third amount of air that is conveyed into the cylinder is. If the second firing angle is determined as the second control parameter, the control device takes into account the minimum firing angle and the base firing angle in determining the second firing angle.

Das zweite Parametermodell kann dabei eine Optimierungsstufe aufweisen, so dass ein zweiter Zündwinkel einen möglichst geringen Abstand zum Basisbrennwinkel aufweist, so dass ein Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 10 möglichst hoch ist. Gleichzeitig wird in der Optimierungsstufe der Zündwinkel derart gewählt, dass die Differenz ΔM möglichst gering ist. Die Optimierungsstufe kann beispielsweise als Pareto-Optimierung ausgebildet sein.The second parameter model may have an optimization stage, so that a second ignition angle has the smallest possible distance to the base combustion angle, so that an efficiency of the internal combustion engine 10 as high as possible. At the same time, the ignition angle is selected in the optimization stage such that the difference ΔM is as small as possible. The optimization stage can be designed, for example, as Pareto optimization.

In einem zehnten Verfahrensschritt 345 stellt die Steuereinrichtung 75 dem Betriebssteuergerät 70 über die fünfte Verbindung 125 ein zweites Informationssignal über den zweiten Steuerparameter, beispielsweise den zweiten Zündwinkel, bereit.In a tenth procedural step 345 represents the controller 75 the operating control unit 70 about the fifth connection 125 a second information signal on the second control parameter, for example, the second firing angle ready.

In einem elften Verfahrensschritt 350 schaltet das Betriebssteuergerät 70 vom ersten Ventilhub auf den zweiten Ventilhub um und berücksichtigt den zweiten Steuerparameter und den zweiten Ventilhub bei dem Steuer- bzw. Regelverfahren der Brennkraftmaschine 10.In an eleventh process step 350 switches the operating control unit 70 from the first valve lift to the second valve lift and takes into account the second control parameter and the second valve lift in the control method of the internal combustion engine 10 ,

Durch die oben beschriebene beispielhafte 50-prozentige Erhöhung der Füllung des Zylinders 15 ermittelt die Steuereinrichtung 75 einen gegenüber dem ersten Zündwinkel erhöhten zweiten Zündwinkel, sodass die Zündkerze 45 später nach dem Umschaltvorgang also vor dem Umschaltvorgang des Ventilhubs das Brenngas 160 in dem Zylinder 15 zündet. Dadurch stellt die Brennkraftmaschine 10 an ihrer Ausgangsseite 11 sowohl vor als auch nach dem Umschaltvorgang ein im Wesentlichen konstantes Drehmoment M bereit. Ein weiterer Vorteil ist, dass von einem stöchiometrisch fetteren Betrieb der Brennkraftmaschine auf einen stöchiometrisch mageren Betrieb der Brennkraftmaschine 10 umgeschaltet werden kann, ohne dass sprungartig an der Ausgangsseite 11 das Drehmoment der Brennkraftmaschine 10 erhöht wird. Dadurch wird ein besonders ruckelarmer Betrieb der Brennkraftmaschine 10 gewährleistet. Ferner kann schnelleres Umschalten vom ersten auf den zweiten Ventilhub gewährleistet werden, so dass zusätzlich der Verbrauch der Brennkraftmaschine 10 dadurch reduziert ist.By the example described above 50 percent increase in the filling of the cylinder 15 determines the controller 75 a relative to the first firing angle increased second firing angle, so that the spark plug 45 later after the switching so before the switching of the valve lift the fuel gas 160 in the cylinder 15 ignites. This puts the internal combustion engine 10 at their exit 11 Both before and after the switching operation, a substantially constant torque M ready. Another advantage is that of a stoichiometrically richer operation of the internal combustion engine to a stoichiometric lean operation of the internal combustion engine 10 can be switched without jumping on the output side 11 the torque of the internal combustion engine 10 is increased. As a result, a particularly low-jerk operation of the internal combustion engine 10 guaranteed. Furthermore, faster switching can be ensured from the first to the second valve lift, so that in addition the consumption of the internal combustion engine 10 this is reduced.

Im ersten, zweiten und vierten Verfahrensschritt 300, 305, 315 ist selbstverständlich auch denkbar, dass weitere Kenngrößen der Brennkraftmaschine 10 durch das Betriebssteuergerät 70 dem Steuergerät 65 als erste Steuerparameter bereitgestellt werden und durch das Steuergerät 65 bei der Ermittlung des ersten bzw. zweiten Drehmoments M1, M2 diese berücksichtigt.In the first, second and fourth process step 300 . 305 . 315 is of course also conceivable that further characteristics of the internal combustion engine 10 through the operation control unit 70 the control unit 65 be provided as first control parameters and by the controller 65 in the determination of the first and second torque M1, M2 taken into account.

3 zeigt eine Weiterbildung des in 2 beschriebenen Verfahrens. Zusätzlich wird dazu im ersten Verfahrensschritt 300 als erster Steuerparameter zusätzlich zum ersten Zündwinkel eine erste Drosselventilstellung des Drosselventils 55 als weitere Kenngröße des ersten Steuerparameters bereitgestellt. Ferner wird im ersten Verfahrensschritt 300 eine erste Verdichterstellung des Verdichters 60 als weitere Kenngröße des ersten Steuerparameters bereitgestellt. 3 shows a training of in 2 described method. In addition, in the first step of the process 300 as a first control parameter in addition to the first firing angle a first Throttle valve position of the throttle valve 55 provided as a further parameter of the first control parameter. Furthermore, in the first process step 300 a first compressor position of the compressor 60 provided as a further parameter of the first control parameter.

Der zweite bis achte Verfahrensschritte 305 - 335 entsprechen den in 2 beschriebenen zweiten bis achten Verfahrensschritten 305 - 335, wobei die Steuereinrichtung 75 bei der Ermittlung der Drehmomente M1, M2 die erste Verdichterstellung und die erste Drosselventilstellung als ersten Steuerparameter mit berücksichtigt.The second to eighth process steps 305 - 335 correspond to the in 2 described second to eighth method steps 305 - 335 , wherein the control device 75 taken into account in the determination of the torques M1, M2, the first compressor position and the first throttle valve position as the first control parameter.

Zusätzlich ist im Speicher 80 ein Ansaugmodell abgelegt. Das Ansaugmodell kann unterschiedlich oder identisch zum Vorhersagemodell ausgebildet sein. Ferner ist denkbar, dass das Ansaugmodell im zweiten Parametermodell integriert ist. Dabei spiegelt das Ansaugmodell ein physikalisches Verhalten des Ansaugtrakts 25 der Brennkraftmaschine 10 wider. Das Ansaugmodell kann dabei als mathematische Funktion und/oder Algorithmus und/oder Kennfeld und/oder Kennlinie und/oder parametrisches Modell ausgebildet sein.In addition, is in memory 80 filed an intake model. The intake model may be different or identical to the predictive model. Furthermore, it is conceivable that the intake model is integrated in the second parameter model. The intake model reflects a physical behavior of the intake tract 25 the internal combustion engine 10 contrary. The intake model can be designed as a mathematical function and / or algorithm and / or characteristic map and / or characteristic curve and / or parametric model.

Im neunten Verfahrensschritt 340 ermittelt die Steuereinrichtung 75 zusätzlich zu dem in 2 beschriebenen neunten Verfahrensschritt 340 nach Ermittlung des zweiten Steuerparameters auf Grundlage des zweiten Steuerparameters und des Ansaugmodells eine zweite Drosselventilstellung, ein vordefiniertes Zeitintervall und eine dritte Drosselventilstellung. Des Weiteren wird auf Grundlage des zweiten Steuerparameters und des Ansaugmodells eine zweite Verdichterstellung des Verdichters 60 ermittelt. Das vordefinierte Zeitintervall definiert dabei einen Zeitpunkt vor dem Umschaltvorgang von dem ersten Ventilhub auf den zweiten Ventilhub.In the ninth procedural step 340 determines the controller 75 in addition to the in 2 described ninth method step 340 after determining the second control parameter based on the second control parameter and the intake model, a second throttle valve position, a predefined time interval and a third throttle valve position. Furthermore, based on the second control parameter and the intake model, a second compressor position of the compressor 60 determined. The predefined time interval defines a time before the changeover from the first valve lift to the second valve lift.

Die zweite Drosselventilstellung, das vordefinierte Zeitintervall und die dritte Drosselventilstellung sowie die zweite Verdichterstellung des zweiten Informationssignals werden von dem Steuergerät 65 an das Betriebssteuergerät 70 mittels der fünften Verbindung 125 im zehnten Verfahrensschritt 340 im Rahmen des zweiten Informationssignals bereitgestellt.The second throttle valve position, the predefined time interval and the third throttle valve position and the second compressor position of the second information signal are from the controller 65 to the operating control unit 70 by means of the fifth connection 125 in the tenth procedural step 340 provided in the context of the second information signal.

In einem elften Verfahrensschritt 350, der auf den zehnten Verfahrensschritt 345 folgt, steuert das Betriebssteuergerät 70 das Drosselventil 55 derart an, dass die erste Drosselventilstellung im Abstand vom ermittelten vordefinierten Zeitintervall vor dem Umschaltvorgang von der ersten Drosselventilstellung in die zweite Drosselventilstellung verfahren wird. Im Wesentlichen zeitgleich wird der Verdichter 60 durch das Betriebssteuergerät 70 derart angesteuert, dass der Verdichter 60 von der ersten Verdichterstellung in die zweite Verdichterstellung verfahren wird.In an eleventh process step 350 , the tenth procedural step 345 follows, controls the operation control unit 70 the throttle valve 55 such that the first throttle valve position is moved from the first throttle valve position to the second throttle valve position at a distance from the determined predefined time interval before the switching process. Essentially, at the same time, the compressor becomes 60 through the operation control unit 70 controlled such that the compressor 60 is moved from the first compressor position to the second compressor position.

In der Ausführungsform ist beispielsweise die zweite Drosselventilstellung gegenüber der ersten Drosselventilstellung so gewählt, dass die zweite Drosselventilstellung einer geringeren Öffnung des Drosselventils 55 entspricht. Die zweite Verdichterstellung ist gegenüber der ersten Verdichterstellung derart gewählt, dass der Verdichter 60 einen höheren Druck im Ansaugtrakt 20 bereitstellt.In the embodiment, for example, the second throttle valve position with respect to the first throttle valve position is selected so that the second throttle valve position of a smaller opening of the throttle valve 55 equivalent. The second compressor position is chosen such that the compressor 60 a higher pressure in the intake tract 20 provides.

In einem zwölften Verfahrensschritt 355 wird zum Zeitpunkt des Umschaltvorgangs vom ersten Ventilhub auf den zweiten Ventilhub das Drosselventil 55 in die dritte Drosselventilstellung verfahren. Gleichzeitig wird zum Zeitpunkt des Umschaltvorgangs der Verdichter 60 von der zweiten Verdichterstellung in die dritte Verdichterstellung verfahren. Auch berücksichtigt das Betriebssteuergerät nach dem Umschaltvorgang den zweiten Steuerparameter bei dem Steuer- bzw. Regelverfahren der Brennkraftmaschine 10.In a twelfth procedural step 355 At the time of the switching operation from the first valve lift to the second valve lift, the throttle valve 55 moved to the third throttle valve position. At the same time at the time of switching the compressor 60 moved from the second compressor position in the third compressor position. Also, after the switching operation, the operation control apparatus takes into account the second control parameter in the control process of the internal combustion engine 10 ,

Dies bewirkt, dass im Zeitintervall vor dem Umschalten ein Aufstau vor dem Drosselventil 55 der in den Zylinder 15 zu fördernden Luft entsteht, der beim Umschaltvorgang des Einlassventils 30 von der ersten Ventilstellung in die zweite Ventilstellung in den Zylinder 15 strömt und somit zu einer verbesserten Füllung des Zylinders 15 führt. Dies ist insbesondere dann von Relevanz, wenn die zweite Ventilstellung einen geringeren Ventilhub aufweist als der erste Ventilhub und somit ein Einlassquerschnitt des Einlassventils 30 beim zweiten Ventilhub geringer ist als beim ersten Ventilhub.This causes a backlog before the throttle valve in the time interval before switching 55 the one in the cylinder 15 to be conveyed air, which occurs during the switching operation of the intake valve 30 from the first valve position to the second valve position in the cylinder 15 flows and thus to an improved filling of the cylinder 15 leads. This is particularly relevant if the second valve position has a smaller valve lift than the first valve lift and thus an inlet cross-section of the inlet valve 30 at the second valve is less than the first valve.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Drehmoment M über die Umschaltung des Ventilhubs hinweg an der Ausgangsseite 11 der Brennkraftmaschine 10 besonders gut konstant gehalten werden kann.This embodiment has the advantage that the torque M over the switching of the valve lift away on the output side 11 the internal combustion engine 10 can be kept very good constant.

Es wird darauf hingewiesen, dass das Betriebssteuergerät 70 und das Steuergerät 65 integriert ausgebildet sind, und die oben beschriebenen Verfahren durch das integrierte Steuergerät durchgeführt werden. Insbesondere ist denkbar, dass die oben beschriebene Steuerung der Brennkraftmaschine 10 nach dem Stand der Technik und das oben beschriebene Verfahren auf einem gemeinsamen Prozessor durchgeführt werden.It should be noted that the operating control unit 70 and the controller 65 are integrated, and the methods described above are performed by the integrated control unit. In particular, it is conceivable that the above-described control of the internal combustion engine 10 According to the prior art and the method described above are performed on a common processor.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1111
Ausgangsseiteoutput side
1515
Zylindercylinder
2020
Ansaugtraktintake system
2525
Abgastraktexhaust tract
3030
Einlassventilintake valve
3535
Verstelleinrichtungadjustment
4040
EinspritzventilInjector
4545
Zündkerzespark plug
5050
Zündwinkel - VerstelleinrichtungIgnition angle adjustment device
5555
Drosselventilthrottle valve
6060
Verdichtercompressor
6565
Steuergerätcontrol unit
7070
BetriebssteuergerätOperational control unit
7575
Steuereinrichtungcontrol device
8080
erster Speicherfirst memory
8585
erste Schnittstellefirst interface
9090
erste Verbindungfirst connection
9595
zweite Verbindungsecond connection
100100
BetriebssteuereinrichtungOperation controller
105105
zweiter Speichersecond memory
110110
zweite Schnittstellesecond interface
115115
dritte Verbindungthird connection
120120
vierte Verbindungfourth connection
125125
fünfte Verbindungfifth connection
130130
sechste Verbindungsixth connection
135135
siebte Verbindungseventh connection
140140
achte VerbindungEighth connection
145145
neunte Verbindungninth connection
150150
zehnte Verbindungtenth connection
155155
elfte VerbindungEleventh connection
160160
Brennstoffluftgemisch Air-fuel mixture
300300
erster Verfahrensschrittfirst process step
305305
zweiter Verfahrensschrittsecond process step
310310
dritter Verfahrensschrittthird process step
315315
vierter Verfahrensschrittfourth process step
320320
fünfter Verfahrensschrittfifth process step
325325
sechster Verfahrensschrittsixth process step
330330
siebter Verfahrensschrittseventh process step
335335
achter Verfahrensschritteighth process step
340340
neunter Verfahrensschrittninth process step
345345
zehnter Verfahrensschritttenth process step
350350
elfter VerfahrensschrittEleventh process step
355355
zwölfter Verfahrensschritttwelfth process step

Claims (11)

Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorgangs eines Ventils (30) einer Brennkraftmaschine (10), - wobei vor dem Umschaltvorgang ein erster Ventilquerschnitt des Ventils (30) zur Steuerung einer Luftmasse in der Brennkraftmaschine (10) bereitgestellt wird, - wobei ein nach dem Umschaltvorgang anzusteuernder zweiter Ventilquerschnitt des Ventils (30) bereitgestellt wird, - wobei wenigstens ein erster Steuerparameter der Brennkraftmaschine (10) vor dem Umschaltvorgang bereitgestellt wird, - wobei die Brennkraftmaschine (10) vor dem Umschaltvorgang in Abhängigkeit des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilquerschnitts gesteuert wird, - wobei auf Grundlage eines ersten Parametermodells, des ersten Steuerparameters und des ersten Ventilquerschnitts ein durch die Brennkraftmaschine (10) abgegebenes erstes Drehmoment (M1) errechnet wird, - wobei auf Grundlage des ersten Parametermodells, des ersten Steuerparameters und des zweiten Ventilquerschnitts ein durch die Brennkraftmaschine (10) nach dem Umschaltvorgang bereitstellbares zweites Drehmoment (M2) errechnet wird, - wobei eine Differenz (ΔM) aus dem ersten Drehmoment (M1) und dem zweiten Drehmoment (M2) ermittelt wird, - wobei auf Grundlage des zweiten Ventilquerschnitts, der Differenz (ΔM) des Drehmoments, des ersten Drehmoments und einem zweiten Parametermodell wenigstens ein zweiter Steuerparameter derart ermittelt wird, dass die Differenz (ΔM) des Drehmoments gegenüber der errechneten Differenz (ΔM) reduziert ist, - wobei nach dem Umschaltvorgang in Abhängigkeit des zweiten Steuerparameters und des zweiten Ventilquerschnitts die Brennkraftmaschine (10) gesteuert wird, - wobei eine erste Drosselventilstellung eines Drosselventils (55) der Brennkraftmaschine (10) und eine erste Verdichterstellung eines Verdichters (60), insbesondere eines Turboladers oder eines Kompressors, als erster Steuerparameter bereitgestellt werden, - wobei auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine zweite Drosselventilstellung, ein vordefiniertes Zeitintervall und eine dritte Drosselventilstellung ermittelt wird, - wobei in Abhängigkeit des Zeitintervalls vor dem Umschaltvorgang des Ventils (30) das Drosselventil (55) von der ersten Drosselventilstellung in die zweite Drosselventilstellung verfahren wird, - wobei im Wesentlichen im Zeitpunkt des Umschaltvorgangs das Drosselventil (55) von der zweiten Drosselventilstellung in die dritte Drosselventilstellung verfahren wird, - wobei auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine zweite Verdichterstellung ermittelt wird, - wobei in Abhängigkeit des Zeitintervalls vor dem Umschaltvorgang der Verdichter (60) von der ersten Verdichterstellung in die zweite Verdichterstellung verfahren wird.Method for controlling a switching operation of a valve (30) of an internal combustion engine (10), wherein before the switching operation, a first valve cross-section of the valve (30) for controlling an air mass in the internal combustion engine (10) is provided, - wherein a second to be controlled after the switching operation Valve cross section of the valve (30) is provided, - wherein at least a first control parameter of the internal combustion engine (10) is provided before the switching operation, - wherein the internal combustion engine (10) is controlled before the switching operation in response to the first control parameter and the first valve cross section, - on the basis of a first parameter model, the first control parameter and the first valve cross section, a first torque (M1) output by the internal combustion engine (10) is calculated, - based on the first parameter model, the first control parameter and the second valve cross section, a first torque (M1) generated by the internal combustion engine (10 ) wherein a difference (ΔM) from the first torque (M1) and the second torque (M2) is determined, - wherein based on the second valve cross-section, the difference (.DELTA.M) of the Torque, the first torque and a second parameter model at least a second control parameter is determined such that the difference (.DELTA.M) of the torque compared to the calculated difference (.DELTA.M) is reduced, - wherein after the switching operation in dependence on the second control parameter and the second valve cross-section Wherein a first throttle valve position of a throttle valve (55) of the internal combustion engine (10) and a first compressor position of a compressor (60), in particular a turbocharger or a compressor, are provided as the first control parameter, - based on the second parameter model, a second throttle valve position , one predefined time interval and a third throttle valve position is determined, - wherein the throttle valve (55) is moved from the first throttle valve position to the second throttle valve position as a function of the time interval before the switching operation of the valve (30), - wherein substantially at the time of the switching operation, the throttle valve ( 55) is moved from the second throttle valve position to the third throttle valve position, - wherein a second compressor position is determined on the basis of the second parameter model, - being moved depending on the time interval before the switching operation of the compressor (60) from the first compressor position to the second compressor position , Verfahren nach Anspruch 1, - wobei der erste Steuerparameter ein erster Zündwinkel der Brennkraftmaschine (10) und/oder eine erste Luftmasse ist, - und/oder wobei der zweite Steuerparameter ein zweiter Zündwinkel der Brennkraftmaschine (10) ist.Method according to Claim 1 - wherein the first control parameter is a first ignition angle of the internal combustion engine (10) and / or a first air mass, - and / or wherein the second control parameter is a second ignition angle of the internal combustion engine (10). Verfahren nach Anspruch 2, - wobei als erster Steuerparameter ein minimaler Zündwinkel und ein Basisbrennwinkel bereitgestellt wird, - wobei bei der Bestimmung des zweiten Zündwinkels der minimale Zündwinkel und ein Basisbrennwinkel berücksichtigt werden, - wobei der Basiszündwinkel als frühest zulässiger Kurbelwellenwinkel definiert ist, bis zu welchem keine klopfende Verbrennung in der Brennkraftmaschine (10) stattfindet, - wobei unter einem minimalen Brennwinkel der Kurbelwellenwinkel verstanden wird, zu welchem noch eine Verbrennung eines Brennstoffluftgemischs (160) in einem Zylinder (15) startbar ist.Method according to Claim 2 in which a minimum firing angle and a base firing angle are provided as the first control parameter, wherein in the determination of the second firing angle the minimum firing angle and a base firing angle are taken into account, wherein the base firing angle is defined as the earliest permissible crankshaft angle up to which no knocking combustion in the internal combustion engine (10) takes place, - is understood by a minimum focal angle of the crankshaft angle, to which even a combustion of a fuel mixture (160) in a cylinder (15) can be started. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als erster Ventilquerschnitt ein erster Ventilhub eines Einlassventils (30) und als zweiter Ventilquerschnitt ein zweiter Ventilhub des Einlassventils (30) der Brennkraftmaschine (10) bereitgestellt wird.Method according to one of Claims 1 to 3 , wherein a first valve lift of an intake valve (30) is provided as the first valve cross-section and a second valve lift of the intake valve (30) of the internal combustion engine (10) is provided as the second valve cross-section. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, - wobei auf Grundlage des zweiten Ventilquerschnitts, des ersten Steuerparameters und eines Vorhersagemodells eine zweite Luftmasse bestimmt wird, - wobei die zweite Luftmasse bei der Ermittlung des zweiten Drehmoments berücksichtigt wird.Method according to one of Claims 1 to 4 in which a second air mass is determined on the basis of the second valve cross section, the first control parameter and a predictive model, wherein the second air mass is taken into account in the determination of the second torque. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei auf Grundlage des zweiten Parametermodells eine dritte Verdichterstellung des Verdichters (60) ermittelt wird, - wobei im Wesentlichen zum Zeitpunkt des Umschaltvorgangs des Ventils (30) der Verdichter (60) von der zweiten Verdichterstellung in die dritte Verdichterstellung verfahren wird.Method according to one of Claims 1 to 5 wherein - based on the second parameter model, a third compressor position of the compressor (60) is determined, - wherein the compressor (60) is moved from the second compressor position to the third compressor position substantially at the time of the switching operation of the valve (30). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zweite Steuerparameter für einen nächst verbrennenden Zylinder (15) der Brennkraftmaschine (10), vorzugsweise wenigstens 360 Grad Kurbelwellenwinkel vor Beginn eines Zündens von Brennstoffgas (160) in dem Zylinder (15), ermittelt wird.Method according to one of Claims 1 to 6 wherein the second control parameter for a next burning cylinder (15) of the internal combustion engine (10), preferably at least 360 degrees crankshaft angle before the start of igniting fuel gas (160) in the cylinder (15) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, - wobei die Differenz (ΔM) des Drehmoments mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird, - wobei in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs ein Freigabesignal zur Umschaltung des ersten Ventilquerschnitts auf den zweiten Ventilquerschnitt bereitgestellt wird.Method according to one of Claims 1 to 7 , - wherein the difference (ΔM) of the torque is compared with a predefined threshold value, - is provided depending on a result of the comparison, a release signal for switching the first valve cross section on the second valve cross section. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das zweite Parametermodell eine Optimierungsstufe aufweist, wobei mittels der Optimierungsstufe ein Abstand des zweiten Zündwinkels zum Basisbrennwinkel und die Differenz (ΔM) reduziert werden.Method according to one of Claims 3 to 8th , wherein the second parameter model has an optimization stage, wherein by means of the optimization stage, a distance of the second ignition angle to the base combustion angle and the difference (ΔM) are reduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, - wobei das erste Parametermodell als Vorwärtsmodell ausgebildet ist und das zweite Parameter zumindest teilweise als Rückwärtsmodell des ersten Parametermodells ausgebildet ist, - und/oder wobei das erste und/oder das zweite Parametermodell als mathematische Funktion und/oder Algorithmus und/oder Kennfeld und/oder Kennlinie und/oder parametrisches Modell ausgebildet ist, - und/oder wobei das zweite Parametermodell wenigstens eine Ausgangsgröße des ersten Parametermodells als Eingangsgröße verwendet.Method according to one of Claims 1 to 9 , wherein the first parameter model is designed as a forward model and the second parameter is at least partially designed as a backward model of the first parameter model, and / or wherein the first and / or the second parameter model is a mathematical function and / or algorithm and / or characteristic map and / or or characteristic curve and / or parametric model is formed, - and / or wherein the second parameter model uses at least one output variable of the first parameter model as an input variable. Steuergerät (65) das ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.Control unit (65) which is adapted to a method according to one of Claims 1 to 10 perform.
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