DE102016208980A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2), wobei mithilfe eines nicht-parametrischen datenbasierten Funktionsmodells eine Funktionsbeziehung zwischen einem Verbrennungsmerkmal und einer oder mehreren Betriebszustandsgrößen abgebildet wird, wobei der Verbrennungsmotor (2) mithilfe einer einfachen oder mehrfachen Berechnung des Funktionsmodells betrieben wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors basierend auf einem Verbrennungsmerkmal, insbesondere einer Verbrennungsschwerpunktlage. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zur Bestimmung eines Verbrennungsmerkmals.
  • Technischer Hintergrund
  • Die Verbrennungsschwerpunktlage dient für Verbrennungsmotoren als Größe zur Charakterisierung einer Verbrennung, insbesondere bei Ottomotoren. Die Verbrennungsschwerpunktlage entspricht einem Kurbelwellenwinkel bestimmt von einem oberen Totpunkt einer Kolbenbewegung in einen Zylinder bestimmt, zu der 50% des eingespritzten Kraftstoffes verbrannt sind. Die Verbrennungsschwerpunktlage wird bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren im Motorbetrieb maßgeblich durch den Zeitpunkt der Zündung in den Zylindern bestimmt.
  • Üblicherweise wird die Verbrennungsschwerpunktlage oder ein vergleichbares eine Verbrennung charakterisierendes Verbrennungsmerkmal aus einem Verlaufs des Zylinderdrucks ermittelt, der im Versuchsbetrieb zum Beispiel mit Hilfe eines Zylinderdrucksensors erfasst werden kann. Da das Vorsehen eines Zylinderdrucksensors für die Serienfertigung einen erheblichen Aufwand bedeuten würde, wird versucht, das Verbrennungsmerkmal in geeigneter Weise mit Hilfe eines Modells abhängig von einer Reihe von Betriebszustandsgrößen des Verbrennungsmotors zu ermitteln. Bekannt ist beispielsweise auch, die Drehzahlschwankungen aufgrund des Taktbetriebs des Verbrennungsmotors auszuwerten, um daraus ein Verbrennungsmerkmal zu bestimmen.
  • Die bisherigen Implementierungen zur Bestimmung des Verbrennungsmerkmals sind oftmals nur sehr ungenau, da Betriebszustandsgrößen miteinander wechselwirken können, so dass die betriebspunktabhängigen Einflüsse die Bestimmung des Verbrennungsmerkmals beeinträchtigen können.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors abhängig von einem Verbrennungsmerkmal nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors vorgesehen, wobei mithilfe eines nicht-parametrischen datenbasierten Funktionsmodells eine Funktionsbeziehung zwischen einem Verbrennungsmerkmal und einer oder mehreren Betriebszustandsgrößen abgebildet wird, wobei der Verbrennungsmotor mithilfe einer einfachen oder mehrfachen Berechnung des Funktionsmodells betrieben wird.
  • Eine grundsätzliche Idee des obigen Verfahrens besteht darin, ein Verbrennungsmerkmal basierend auf einem nicht-parametrischen datenbasierten Funktionsmodell mithilfe von Betriebszustandsgrößen zu ermitteln. Dadurch ist eine Kenntnis der physikalischen Zusammenhänge der als Eingangsgrößen verwendeten Betriebszustandsgrößen nicht notwendig. Somit kann im Versuchsstand eine Erfassung des Brennraumdrucks mit Hilfe des Zylinderdrucksensors über einen großen Betriebsbereich hinweg vorgenommen werden und daraus das nicht-parametrische datenbasierte Funktionsmodell angelernt bzw. ermittelt werden. Da auch Wechselwirkungen zwischen den Betriebszustandsgrößen bei einer derartigen Modellierung durch das Funktionsmodell abgebildet werden, führt die Verwendung des nicht-parametrischen datenbasierten Funktionsmodells zu einer erhöhten Genauigkeit bei der Bestimmung des Verbrennungsmerkmals.
  • Weiterhin kann eine Betriebszustandsgröße durch Vorgabe eines gewünschten Werts eines Verbrennungsmerkmals ermittelt werden, wobei der Verbrennungsmotor abhängig von der Betriebszustandsgröße betrieben wird.
  • Insbesondere kann die Betriebszustandsgröße durch iterative Berechnung des Funktionsmodells ermittelt werden, das eine Betriebszustandsgröße auf das Verbrennungsmerkmal abbildet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die eine oder die mehreren Betriebszustandsgrößen einen Zustand des Verbrennungsmotors, eine oder mehrere von extern vorgegebene Vorgabegrößen und eine oder mehrere Ansteuerinformationen für einen bzw. mehrere Stellgeber beschreiben.
  • Weiterhin kann das Verbrennungsmerkmal eine Kenngröße für einen Verlauf der Verbrennung des Kraftstoffs in einem Brennraum eines Zylinders des Verbrennungsmotors angeben, insbesondere eine Verbrennungsschwerpunktlage und/oder einen anderen Kraftstoffumwandlungspunkt und/oder eine Angabe über einen Heizverlauf Qx% , der einem Energiewert zu einem durch den Kurbelwellenwinkel angegebenen Zeitpunkt, zu dem x% des eingespritzten Kraftstoffs in dem betreffenden Zylinder verbrannt sind, entspricht.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann mit Hilfe des datenbasierten Funktionsmodells für das Verbrennungsmerkmal ein Zündwinkelwirkungsgrad bestimmt werden, wobei der Zündwinkelwirkungsgrad durch den Zündwinkel in Abhängigkeit von dem Verbrennungsmerkmal mit Hilfe einer Kennlinie vorgegeben wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass ein aktuelles Motormoment aus dem Zündwinkelwirkungsgrad insbesondere mithilfe eines vorgegebenen betriebspunktabhängig bestimmten Basismoments ermittelt wird.
  • Weiterhin kann das datenbasierte Funktionsmodell einem Gaußprozessmodell entsprechen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um mithilfe eines nicht-parametrischen datenbasierten Funktionsmodells eine Funktionsbeziehung zwischen einem Verbrennungsmerkmal und einer oder mehreren Betriebszustandsgrößen abzubilden und den Verbrennungsmotor mithilfe einer einfachen oder mehrfachen Berechnung des Funktionsmodells zu betreiben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor;
  • 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bestimmen eines Verbrennungsmerkmals zum Betreiben des Verbrennungsmotors; und
  • 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bestimmen eines optimierten Zündwinkels an einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, insbesondere einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor 2 kann als Viertaktmotor, insbesondere als Ottomotor, ausgebildet sein. Auch andere Arten von Verbrennungsmotoren, bei denen ein Verbrennungsmerkmal für den Betrieb verwendbar ist, können für das nachfolgend beschriebene Verfahren verwendet werden.
  • Der Verbrennungsmotor 2 hat mehrere Zylinder 3 (im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Zylinder), in denen jeweils ein Brennraum existiert und ein (nicht gezeigter) Kolben beweglich angeordnet ist. Die Kolben sind in an sich bekannter Weise mit einer Kurbelwelle 4 gekoppelt, um diese anzutreiben.
  • Die Zylinder 3 sind jeweils mit einer Zündeinrichtung 5 versehen, durch die ein Kraftstoffluftgemisch, das in Brennräume der Zylinder 3 eingebracht wird, gezündet werden kann. Dem Verbrennungsmotor 2 wird über ein Luftzuführungssystem 6 Frischluft zugeführt, die über Einlassventile 7 gesteuert durch eine mit der Kurbelwelle 4 gekoppelten Nockenwelle zu bestimmten Zeitperioden in den betreffenden Zylinder 3 eingelassen wird. Weiterhin weisen die Zylinder Auslassventile 8 auf, über die Verbrennungsabgas in einen Abgasabführungsabschnitt 9 ausgestoßen werden kann.
  • Es kann weiterhin eine Aufladeeinrichtung 10 vorgesehen sein, die eine Turbine 12 im Abgasabführungsabschnitt 9 und einen Verdichter 13 im Luftzuführungssystem 6 aufweist, um bereitgestellte Abgasenthalpie in Verdichtungsleistung umzuwandeln und Frischluft unter einem Ladedruck stromaufwärts einer Drosselklappe 11 bereitzustellen.
  • Es ist ein Motorsteuergerät 15 vorgesehen, das den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 abhängig von einer Vorgabegröße V, die beispielsweise einem Sollmoment entsprechen kann, das beispielsweise durch eine Fahrpedalstellung vorgegeben sein kann, und abhängig von sensorisch aus dem Motorsystem 1 erfassten Betriebszustandsgrößen sowie aus Stellgrößen für Stellgeber, wie beispielsweise einem Stellgeber für die Stellung der Drosselklappe 11 und einem Ladersteller für die Einstellung der Leistung der Aufladeeinrichtung 10, sowie der Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlass- und Auslassventile und dergleichen festzulegen.
  • Für den Betrieb des Verbrennungsmotors kann eine Angabe über den Ablauf einer Verbrennung in den Zylindern 3 verwendet werden. Häufig ist als ein solches Verbrennungsmerkmal eine Kenntnis einer sogenannten Verbrennungsschwerpunktlage, die einen Kurbelwellenwinkel als drehzahlunabhängigen Zeitpunkt angibt, zu dem in einem bestimmten Zylinder 50% des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt ist (MFB50%, MFB: mean fraction burnt, Kraftstoffumwandlungspunkt), hilfreich, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 zu steuern. Weiterhin können Verbrennungsmerkmale auch andere Kraftstoffumwandlungspunkte, wie z.B. MFB10% und MFB90% und/oder eine Angabe über einen Heizverlauf Qx% umfassen. Der Heizverlauf Qx% entspricht einem Energiewert zu einem durch den Kurbelwellenwinkel angegebenen Zeitpunkt, zu dem x% des eingespritzten Kraftstoffs in dem betreffenden Zylinder verbrannt sind.
  • Das Verbrennungsmerkmal kann beispielsweise als Zwischeninformation genutzt werden, um über den von dem Verbrennungsmerkmal abgeleiteten Zündwinkelwirkungsgrad auf das aktuelle Istmoment des Verbrennungsmotors zu schließen, entsprechend der Berechnungsvorschrift Drehmoment = Basismoment·Wirkungsgrad. Weiterhin kann das Verbrennungsmerkmal genutzt werden, um ein bestimmtes Drehmoment zu realisieren, da bei Kenntnis eines geforderten Verbrennungsmerkmals ein dazu benötigter Zündzeitpunkt bestimmt werden kann.
  • Betriebszustandsgrößen, die für die Modellierung des geforderten Verbrennungsmerkmals verwendet werden, können ein oder mehrere der folgenden Größen umfassen:
    • – eine Motordrehzahl,
    • – eine Motorlast, die beispielsweise in Form der relativen Luftfüllung in dem betreffenden Zylinder angegeben ist,
    • – einen Zündwinkel, zu dem ein Zündfunke durch die Zündeinrichtung 5 erzeugt wird, wobei der Zündwinkel als Kurbelwellenwinkel ausgehend von einem oberen Totpunkt der Kolbenbewegung im Brennraum des Zylinders definiert wird,
    • – das Luft-Kraftstoffverhältnis λ,
    • – ein Parameter, der die Verstellposition von Verstellelementen des Verbrennungsmotors angibt, wie beispielsweise einen Nockenwellen-Phasenversteller, eine Nockenwellen-Hubverstellung, einen Steller zum Einstellen eines Verdichtungsverhältnisses,
    • – eine Größe, die eine Kraftstoffzusammensetzung, wie beispielsweise den Ethanolgehalt des Kraftstoffs, angibt, und
    • – eine Angabe zu einem Umgebungszustand, die beispielsweise eine Umgebungslufttemperatur und/oder einen Umgebungsluftdruck umfassen kann.
  • In 2 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das das grundsätzliche Verfahren zur Bestimmung eines Verbrennungsmerkmals zum Betreiben des Verbrennungsmotors darstellt.
  • Dazu werden Betriebszustandsgrößen in Schritt S1 erfasst bzw. modelliert und als Eingangsgrößen für ein vorgegebenes, nicht-parametrisches datenbasiertes Funktionsmodell in Schritt S2 verwendet. Das nicht-parametrische datenbasierte Funktionsmodell kann ein aus Messdatenpunkten erstelltes Funktionsmodell sein, zum Beispiel ein Gauß-Prozess-Modell oder dergleichen. Das nicht-parametrische datenbasierte Funktionsmodell ist so erstellt, dass es ein Verbrennungsmerkmal als Modellwert abhängig von den Eingangsgrößen bereitstellt.
  • Die Verwendung von nicht parametrischen, datenbasierten Funktionsmodellen basiert auf einem Bayes-Regressionsverfahren. Die Grundlagen der Bayes-Regression sind beispielsweise in C. E. Rasmussen et al., „Gaussian Processes for Machine Learning", MIT Press 2006, beschrieben. Bei der Bayes-Regression handelt es sich um ein datenbasiertes Verfahren, das auf einem Modell basiert. Zur Erstellung des Modells sind die Messpunkte aus einer oder mehreren Eingangsgrößen sowie an dem zu modellierenden System erfasste Ausgangswerte einer Ausgangsgröße erforderlich. Die Erstellung des Modells erfolgt anhand der Verwendung von Stützstellendaten, die den Trainingsdaten ganz oder teilweise entsprechen oder aus diesen generiert werden. Weiterhin werden abstrakte Hyperparameter und Koeffizienten bestimmt, die den Raum der Modellfunktionen parametrieren und effektiv den Einfluss der einzelnen Messpunkte der Trainingsdaten auf die spätere Modellvorhersage gewichten.
  • Die abstrakten Hyperparameter werden durch ein Optimierungsverfahren bestimmt. Eine Möglichkeit für ein solches Optimierungsverfahren besteht in einer Optimierung einer Marginal Likelihood p(Y|H, X). Die Marginal Likelihood p(Y|H, X) beschreibt die Plausibilität der gemessenen y-Werte der Trainingsdaten, dargestellt als Vektor Y, gegeben die Modellparameter H und die x-Werte (Werte der Eingangsgrößen) der Trainingsdaten. Im Modelltraining wird p(Y|H, X) maximiert, indem geeignete Hyperparameter gesucht werden, die zu einem Verlauf der durch die Hyperparameter und die Trainingsdaten bestimmten Modellfunktion führen und die Trainingsdaten möglichst genau abbilden. Zur Vereinfachung der Berechnung wird der Logarithmus von p(Y|H, X) maximiert, da der Logarithmus die Stetigkeit der Plausibilitätsfunktion nicht verändert.
  • Die Berechnung des Gauß-Prozess-Modells erfolgt entsprechend der nachfolgenden Rechenvorschrift. Die Eingangswerte
    Figure DE102016208980A1_0002
    für einen Testpunkt x (Eingangsgrößenvektor) werden zunächst normiert und zentriert, und zwar gemäß der folgenden Formel:
    Figure DE102016208980A1_0003
  • Dabei entsprechen mx der Mittelwertfunktion bezüglich eines Mittelwerts der Eingangswerte der Stützstellendaten, sx der Varianz der Eingangswerte der Stützstellendaten und d dem Index für die Dimension D des Testpunkts x.
  • Als Ergebnis der Erstellung des nicht parametrischen, datenbasierten Funktionsmodells erhält man Parameter für die nachfolgende Funktion:
    Figure DE102016208980A1_0004
  • Der so ermittelte Modellwert v wird mithilfe einer Ausgangsnormierung normiert, und zwar gemäß der Formel: v ~ = vsy + my.
  • Dabei entsprechen v einem normierten Modellwert (Ausgangswert) an einem normierten Testpunkt x (Eingangsgrößenvektor der Dimension D), v ~ einem (nicht normierten) Modellwert (Ausgangswert) an einem (nicht normierten) Testpunkt (Eingangsgrößenvektor der Dimension D), xi einer Stützstelle der Stützstellendaten, N der Anzahl der Stützstellen der Stützstellendaten, D der Dimension des Eingangsdaten-/Trainingsdaten-/Stützstellendatenraums, sowie ld und σf den Hyperparametern aus dem Modelltraining. Der Koeffizientenvektor Qy ist aus den Hyperparametern und den Trainingsdaten berechnet. Weiterhin entsprechen my der Mittelwertfunktion bezüglich eines Mittelwerts der Ausgangswerte der Stützstellendaten und sy der Varianz der Ausgangswerte der Stützstellendaten.
  • Das datenbasierte Funktionsmodell kann erstellt werden, indem der Verbrennungsmotor auf einem Prüfstand über einen großen Eingangsgrößenbereich vermessen wird und die so erhaltenen Trainingsdatenpunkte zur Erstellung des Gauß-Prozess-Modells in an sich bekannter Weise verwendet werden. Das Gauß-Prozess-Modell wird in Form einer Menge von Stützstellenpunkten, Koeffizientenvektor und Hyperparametern definiert
  • Das durch die Berechnung des datenbasierten Funktionsmodells erhaltene Verbrennungsmerkmal kann nun in Schritt S3 in oben beschriebener Weise für das Betreiben des Verbrennungsmotors 2, d.h. zum Ermitteln der Einstellungen für die Stellgeber des Verbrennungsmotors 2 verwendet werden.
  • Analog wie von der Verbrennungsschwerpunktlage über die Invertierung auf den Zündwinkel geschlossen werden kann, kann von der Verbrennungsschwerpunktlage auf eine Motorlast geschlossen werden. Das Resultat ist die erforderliche Motorlast, um eine bestimmtes Verbrennungsmerkmal darzustellen. Dies kann zur Begrenzung des Zylinderspitzendrucks verwendet werden, der linear von der motorlast abhängt.
  • Weiterhin kann ein so erstelltes datenbasiertes Funktionsmodell verwendet werden, um aus thermodynamischen Gesichtspunkten den bestmöglichen Zündwinkel einzustellen. Dieser Zündwinkel entspricht einem Kurbelwellenwinkel, der einen Zündzeitpunkt angibt, bei dem keine klopfende Verbrennung auftritt und ein geringstmöglicher Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors erreicht wird. In guter Näherung entspricht die optimale Verbrennungsschwerpunktlage 8° Kurbelwellenwinkel nach dem oberen Totpunkt der Kolbenbewegung in dem Zylinder. Der Wert ist weitgehend unabhängig von der speziellen Ausführung des Verbrennungsmotors.
  • Um aus dem vorgegebenen datenbasierten Funktionsmodell denjenigen Zündwinkel ZW zu ermitteln, welcher in dieser Verbrennungsschwerpunktlage MFB50%opt resultiert, kann das datenbasierte Funktionsmodell in der Dimension des Zündwinkels invertiert werden. Dazu sind verschiedene Verfahren bekannt, u.a. das Newtonsche Verfahren zur numerischen Lösung nichtlinearer Gleichungen. Zur Implementierung der Bestimmung des bestmöglichen Zündwinkels wird ein Verfahren entsprechend dem Flussdiagramm der 3 näher erläutert.
  • Dazu wird in Schritt S11 der Zündwinkelwert ZW mit einem Anfangswert ZWinit initialisiert, der so gewählt sein sollte, dass die Konvergenz des Verfahrens sichergestellt ist. Dazu kann der Anfangswert ZWinit für den Zündwinkel in einem Kennfeld über Drehzahl und Motorlast abgelegt werden und ausgelesen werden.
  • In einem Schritt S12 kann eine Anpassung des Zündwinkels ZW entsprechend einer Iteration vorgenommen werden, wobei
    Figure DE102016208980A1_0005
    ist, wobei MFB50%(..., ZW) dem datenbasierten Funktionsmodell entspricht. Der Sollwert MFB50%soll entspricht einer optimalen Verbrennungsschwerpunktlage, die fest mit einem Kurbelwellenwinkel von 8° oder einem anderen fest vorgegebenen Wert oder entsprechend einem vorgegebenen Kennfeld abhängig von der Motordrehzahl und der Last vorgegeben werden kann.
  • In Schritt S13 wird überprüft, ob die Abweichung der Verbrennungsschwerpunktlage MFB50%(..., ZW) bei dem momentanen Zündwinkel ZW von dem Sollwert der Verbrennungsangabe MFB50%soll einen vorgegebenen Schwellenwert S betragsmäßig unterschreitet. |MFB50%(..., ZW) – MFB50%soll| < S
  • Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren in Schritt S14 fortgesetzt, anderenfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S12 zurückgesprungen.
  • In Schritt S14 wird der optimierte Zündwinkelwert ZWthermodynopt zur Ansteuerung und zum Betrieb des Verbrennungsmotors 2 verwendet. Somit ist der so ermittelte Zündwinkel der Zündwinkel, welcher zum geforderten Verbrennungsmerkmal, wie z.B. zur geforderten Verbrennungsschwerpunktlage, führt.
  • Alternativ kann zur Lösung des obigen Problems auch ein weiteres datenbasiertes Funktionsmodell trainiert werden, das das Verbrennungsmerkmal als Eingangsgröße und den Zündwinkel als Ausgangsgröße aufweist, um den Zündwinkel bei einem gewünschten Wert des Verbrennungsmerkmals zu erhalten.
  • Weitere Verfahren der numerischen Mathematik zur Bestimmung der Nullstellen einer Funktion können ebenfalls Anwendung finden, wie z.B. Brent-Verfahren, Ridder-Verfahren, Halley-Verfahren, Sekantenmethode, Bisektionsmethode, Regula Falsi und dergleichen. Es sind dazu die Nullstellen des Funktionsmodells VM-VMsoll (VM:Verbrennungsmerkmal) zu bestimmen, wobei der Sollwert den Zielwert des Verbrennungsmerkmals, wie z.B. 8° Kurbelwellenwinkel für die Verbrennungsschwerpunktlage MFB50%, darstellt.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, mit Hilfe des datenbasierten Funktionsmodells für das Verbrennungsmerkmal eine Bestimmung des Zündwinkelwirkungsgrads durchzuführen. Der Wirkungsgrad ergibt sich durch den Zündwinkel. Dabei wird der Zündwinkelwirkungsgrad in Abhängigkeit von dem Verbrennungsmerkmal, insbesondere der Verbrennungsschwerpunktlage MFB50%, mit Hilfe einer Kennlinie vorgegeben.
  • Generell kann der Zündwinkelwirkungsgrad verwendet werden, um auf das aktuelle Motormoment zu schließen, welches in vielfältiger Form auf dem Motorsteuergerät Verwendung findet, z.B. um in Verbindung mit einem Elektromotor (Hybridbetrieb) das erforderliche Drehmoment des Elektromotors zu bestimmen. Eine weitere Verwendung besteht darin, um in invertierter Form aus einem Sollwirkungsgrad eine erforderliche Verbrennungsschwerpunktlage zu bestimmen. Die Angabe der erforderlichen Verbrennungsschwerpunktlage kann zur Momentensteuerung des Verbrennungsmotors verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • C. E. Rasmussen et al., „Gaussian Processes for Machine Learning“, MIT Press 2006 [0030]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2), wobei mithilfe eines nicht-parametrischen datenbasierten Funktionsmodells eine Funktionsbeziehung zwischen einem Verbrennungsmerkmal und einer oder mehreren Betriebszustandsgrößen abgebildet wird, wobei der Verbrennungsmotor (2) mithilfe einer einfachen oder mehrfachen Berechnung des Funktionsmodells betrieben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Betriebszustandsgröße durch Vorgabe eines gewünschten Werts eines Verbrennungsmerkmals (VM) ermittelt wird, wobei der Verbrennungsmotor (2) abhängig von der Betriebszustandsgröße betrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Betriebszustandsgröße durch iterative Berechnung des Funktionsmodells ermittelt wird, das eine Betriebszustandsgröße auf das Verbrennungsmerkmal (VM) abbildet.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die eine oder die mehreren Betriebszustandsgrößen einen Zustand des Verbrennungsmotors (2), eine oder mehrere von extern vorgegebene Vorgabegrößen (V) und eine oder mehrere Ansteuerinformationen für einen bzw. mehrere Stellgeber beschreibt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verbrennungsmerkmal (VM) eine Kenngröße für einen Verlauf der Verbrennung des Kraftstoffs in einem Brennraum eines Zylinders (3) des Verbrennungsmotors (2) angibt, insbesondere eine Verbrennungsschwerpunktlage (MFB50%) und/oder einen anderen Kraftstoffumwandlungspunkt und/oder eine Angabe über einen Heizverlauf Qx%, der einem Energiewert zu einem durch den Kurbelwellenwinkel angegebenen Zeitpunkt, zu dem x% des eingespritzten Kraftstoffs in dem betreffenden Zylinder (3) verbrannt sind, entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, 4, oder 5, wobei mit Hilfe des datenbasierten Funktionsmodells für das Verbrennungsmerkmal (VM) ein Zündwinkelwirkungsgrad bestimmt wird, wobei der Zündwinkelwirkungsgrad durch den Zündwinkel (ZW) in Abhängigkeit von dem Verbrennungsmerkmal (VM) mit Hilfe einer Kennlinie vorgegeben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein aktuelles Motormoment aus dem Zündwinkelwirkungsgrad insbesondere mithilfe eines vorgegebenen betriebspunktabhängig bestimmten Basismoments ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das datenbasierte Funktionsmodell einem Gaußprozessmodell entspricht.
  9. Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um mithilfe eines nicht-parametrischen datenbasierten Funktionsmodells eine Funktionsbeziehung zwischen einem Verbrennungsmerkmal (VM) und einer oder mehreren Betriebszustandsgrößen abzubilden und den Verbrennungsmotor (2) mithilfe einer einfachen oder mehrfachen Berechnung des Funktionsmodells zu betreiben.
  10. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
  11. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
  12. Elektronisches Steuergerät, welches ein elektronisches Speichermedium nach Anspruch 11 aufweist.
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