DE10261486A1

DE10261486A1 - Verfahren zur Bestimmung des Taktes für Maximalbremsdrehmoment bei Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10261486A1
Application number: DE10261486A
Authority: DE
Inventors: Chao Fu Daniels
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2003-07-17
Also published as: GB2384273A; JP2003206842A; GB2384273B; US20030121499A1; US6609497B2; GB0226959D0

Abstract

Das Verfahren zur Steuerung eines Brennkraftmotors hat die folgenden Verfahrensschritte: Messen des Verbrennungsdruckes in zumindest einem Zylinder bei zumindest zwei unterschiedlichen Zeiten während des Verbrennungszyklus. DOLLAR A Berechnen der Änderung des Nettoverbrennungsdruckes in dem Zylinder, basierend auf den gemessenen Druckwerten der Verbrennung. Berechnen der zweiten Ableitung der Änderung des Nettoverbrennungsdruckes. Berechnen des Punktes maximaler Beschleunigung dieser Nettoverbrennungsdruckänderung, ausgehend von der zweiten Ableitung der Änderung des Verbrennungsdruckes und Veränderung der Zündtaktung des Motors, bis der Punkt maximaler Beschleunigung in Übereinstimmung ist mit dem oberen Totpunkt, um so eine Zündtaktung für maximalen Bremsdrehmoments zu erzielen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System und zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Im Spezielleren bezieht sich die Erfindung auf eine Technologie zur Bestimmung des Zündzeitpunktes für maximales Bremsdrehmoment beim Verbrennungsprozeß von Verbrennungsmotoren.
Nach dem Stand der Technik wird die Taktung für maximales Bremsdrehmoment bestimmt durch Veränderung des Zündzeitpunktes in einem gewissen Bereich. Wenn nicht von den Betriebszuständen eine verzögerte Zündtaktung gefordert wird, erfordert praktisch jeder Kalibrierungspunkt ein Variieren und ein Durchfahren des Zündzeitpunktes, um herauszufinden, ob der Motor bei Zündbedingungen für maximales Bremsdrehmoment betrieben werden kann. Ein gewisses Maß an Sicherheitsbereich war notwendig, um vorzeitige Zündung oder Klopfen bzw. Klingeln zu vermeiden, wenn der Motor nicht bei einer Taktung für maximales Bremsdrehmoment betrieben werden konnte. Dieses Erfassen und Auflisten des Zündzeitpunktes in einem offenen Kreis benötigte erhebliche Anstrengung, um zu einer vernünftigen Kalibrierung zu kommen.
Verschiedene Schemata für eine Zündzeitsteuerung bei geschlossener Schleife verwenden eine Messung des Zylinderdrucks oder ein Erfassen der Ionisierung des Zündfunkens. Basierend auf der Beobachtung von Testdaten kann man sagen, dass der Maximaldruck bei solchen Schemata gewöhnlich ungefähr um 15° nach OT, also nach dem oberen Totpunkt bei einer Taktung für maximales Bremsdrehmoment auftritt; die Hälfte des Bremsstoffs ist verbrannt in einem Bereich zwischen 7 und 9° nach dem oberen Totpunkt, bei Taktung für maximal Bremsdrehmoment. Ein separater Algorithmus steuert das Druckverhältnismanagement (PRM (10)) um 0,55, um eine Taktung für maximales Bremsdrehmoment zu erhalten.
Da diese Kriterien auf Beobachtungen basieren und sich bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ändern können, benötigt jeder Algorithmus eine gewisse Kalibrierung. Die benötigte Kalibrierung macht die Bestimmung der Taktung für maximales Bremsdrehmoment kompliziert und im gewissen Maße ungenau. Zusätzlich ist es verständlich, dass der Verbrennungsprozess an die Änderung des Zylindervolumens des Motors angepaßt werden muß, um das beste Drehmoment zu erhalten. Die Bedingungen für eine Taktung bei maximalem Bremsdrehmoment sollte daher so bestimmt sein, dass sie wirkungsvoll basiert ist auf einer Vielzahl von Parametern und das beobachtete "gewöhnliche" Auftreten eines Druckmaximums mag nicht in allen Fällen anwendbar sein.
Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der zur Verfügungstellung einer effizienteren Methode zur Bestimmung der Taktung für maximales Bremsdrehmoment bei einem Verbrennungsmotor. Diese Aufgabe wird gelöst entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung durch zunächst Berechnen der Nettodruckänderungen in einem Zylinder des Motors während des Verbrennungsprozesses. Die zweite Ableitung der Nettodruckänderung wird dann berechnet, das Ergebnis hiervon stellt die Beschleunigung der Nettodruckänderung dar. Die Zündzeittaktung des Motors wird dann vorgestellt oder zurückgestellt, bis ein maximaler Beschleunigungspunkt der Nettodruckänderung übereinstimmt mit dem oberen Totpunkt. Diese Zündtaktung stellt die Taktung für maximales Bremsdrehmoment des Motors dar.
Die Erfindung kann besser unter bezug auf die folgenden Figuren und die detaillierte Beschreibung verstanden werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise im Maßstab, vielmehr wurde Wert darauf gelegt, die Prinzipien der Erfindung gut illustrieren zu können. Weiterhin bezeichnen gleiche Referenzzahlen in den Figuren entsprechende Teile unter verschiedenen Blickwinkeln. Die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen ist nicht limitierend zu verstehen, sie wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung durchgeführt, in dieser zeigen:
Fig. 1 eine diagrammartige Darstellung eines Testsystems zur Bestimmung der Taktung für maximales Bremsdrehmoment in einer Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm für ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 ein detaillierteres Flußdiagramm eines Teils des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens,
Fig. 4 ein Diagramm für eine grafische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 ein Diagramm der Beschleunigung des Drucks über verschiedene Zündzeiten bzw. -winkel und
Fig. 6 ein Diagramm, das das Bremsdrehmoment des Rotors unter verschiedenen Werten für die Taktung der Zündung zeigt.
Eine typische Brennkraftmaschine mit Zündung hat eine Anzahl von Zylindern, in denen Verbrennungsvorgänge stattfinden. Ein Kraftstoff- Luftgemisch wird jedem der Brennkraftzylinder zugeleitet und dann durch einen Funken gezündet, der durch eine Zündkerze erzeugt wird. Die durch die Verbrennung innerhalb der Zylinder erzeugten Verbrennungsgase werden über ein Ablaßventil abgeleitet und zu einem Katalysator geführt.
Fig. 1 zeigt ein Diagramm eines Systems zur Bestimmung der Taktung für maximales Bremsdrehmoment für eine Brennkraftmaschine. In Fig. 1 ist ein Zylinder des Motors mit einem Drucksensor 10 des Zylinders versehen. Dieser Drucksensor 10 erfaßt den Innendruck im Zylinder während des Verbrennungsprozesses. Dieser Drucksensor 10 des Zylinders liefert weiterhin Erfassungssignale in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsdruck, der im Zylinder meßbar ist. In einer Ausführung des Systems ist der Drucksensor 10 des Zylinders im Inneren des Zylinder an der Basis der Zündkerze 60 angeordnet. Bei dieser Konfiguration befindet sich der Drucksensor 10 unmittelbar im Innenraum des Zylinders und kann direkt den Zylinderdruck messen. In einer anderen Ausführung des Systems ist der Drucksensor 10 des Zylinders ein piezo-elektrisches Element, das als Ring um die Zündkerze 60 angeordnet ist.
Auch ein Kurbelwellensensor 10 ist bei dem Motor vorgesehen. Dieser Winkelsensor 20 erfaßt den Winkel der Kurbelwelle entsprechend der Rotationsposition des Motors. Genauer ausgedrückt erzeugt der Winkelsensor 20 einen Referenzwinkelpuls bei jedem Referenzwinkel der Kurbelwelle (bei jeden 180° für den Fall eines Vierzylindermotors) und einen Einheitswinkelpuls bei jeder Winkeleinheit (bei jeder Rotation um 1°) der Kurbelwelle des Motors. Der Kurbelwellenwinkel kann durch Abzählen der Einzelnwinkelpulse erfaßt werden die nach einem Referenzwinkelpuls erzeugt werden. Der Winkelsensor 20 ist in einem Motorzubehörteil angeordnet, das synchron mit dem Motor umläuft, wie beispielsweise einem Verteiler 25, um auf diese Weise die Winkelposition der Kurbelwelle zu erfassen.
Der Drucksensor 10 des Zylinders und der Winkelsensor 20 der Kurbelwelle sind mit einer Steuerung 30 verbunden. Diese Steuerung 30 kann als Hardware, als Saftware oder als Kombination von beiden ausgebildet sein. Die Steuerung 30 kann ausgeführt sein als ein Microcomputer, der einen Microprozessor aufweist, Eingabe- und Ausgabevorrichtungen hat, Interface- Bausteine und einen Speicher aufweist. Die Steuerung 30 ist ausgelegt, Eingangssignale vom Drucksensor 10 des Zylinders und vom Kurbelwellenwinkelsensor 20 zu erhalten. Diese Eingangssignale übertragen die Messungen des Zylinderdrucks als Ausgangswert vom Drucksensor 10 des Zylinders zusammen mit dem zugehörigen Ausgangswert für den jeweiligen Kurbelwellenwinkel des Kurbelwellenwinkelsensors zur Steuerung 30 hin.
Die Steuerung 30 führt vorgegebene Arbeitsschritte durch, wobei sie diese Signale verwendet und den Betriebsablauf des Motors steuert, einschließlich der Taktung für die Zündung, indem sie notwendige Steuersignale in Antwort auf die durchgeführten Verarbeitungen abgibt. Die Steuerung 30 ist mit einer Zündspannungseinheit 50 verbunden, die als Eingangsgröße ein Zündtaktsignal 40 von der Steuerung 30, das von dieser abgegeben wird, erhält. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Primärspule der Zündspannungseinheit 50 entsprechend dem Zündtaktsignal 40, das die Steuerung 30 abgibt, aufgeladen, um die Spannung der Zündkerze zuzuführen. Steuerungsverfahren für den Zündzeitpunkt sind im Stand der Technik gut bekannt. Der Ausdruck "miteinander verbunden", wie er hier benutzt wird, bedeutet sowohl eine direkte Verbindung als auch eine indirekte Verbindung über ein Element oder mehrere Elemente.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm des Verfahrens zur Steuerung der Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung. Im Schritt 110 wird der Verbrennungsdruck im Zylinder einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung während eines Verbrennungszyklus gemessen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Erfindung ist der Schritt 110 zusätzlich charakterisiert durch das in Fig. 3 gezeigte Verfahren. Wenn einmal der Verbrennungsprozess beginnt, wird eine Messung des Zylinderdrucks P(i) durchgeführt (Schritt 310, Fig. 3). Nach einem Intervall des Kurbelwellenwinkels von 1° wird eine weitere Messung des Zylinderdrucks P(i+1) durchgeführt (Schritt 320, Fig. 3). In einer alternativen Ausführung erfolgt die Messung des Drucks gemäß Schritt 320 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne. In einer anderen Ausführung können die Schritte 310 und 320 während des gesamten Verbrennungszyklus des Motors wiederholt werden.
In einer weiteren alternativen Ausführung umfaßt der Schritt des Messens des Verbrennungsdrucks in einem Zylinder vorzugsweise die Verwendung eines Verbrennungsdrucksensors, um den Verbrennungsdruck im Zylinder zu erfassen. Der Verbrennungsdrucksensor kann teilweise im Inneren des Zylinders angeordnet sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsdrucksensor an einer inneren Oberfläche des Zylinders befestigt sein.
Im nächsten Schritt 120 gemäß Fig. 2 wird die Nettoverbrennungsdruckänderung errechnet. Dieser Schritt weist vorzugsweise die folgenden Berechnungen auf: Nach jedem Kurbelwellenwinkel (1°) nach Zündung wird der Unterschied zwischen dem Druckwert P(i+1) und dem Druckwert bei dem vorausgegangenen Kurbelwellenwinkel P(i) errechnet. Die Druckdifferenz, die aufgrund der Verbrennung bzw. Explosion zwischen diesen beiden Kurbelwellenwinkeln auftritt, kann nach der folgenden Gleichung berechnet werden:
P(i+1)-P(i).(V(i)/V(i+1))^1,3
Um den Nettodruck ohne eine Volumenänderung seit Zündung zu berechnen, wird die Druckdifferenz verglichen mit dem Volumen zum Zündzeitpunkt. Die Nettodruckänderung zwischen zwei diskreten Kurbelwellenwinkeln kann dLann mit Hilfe der folgenden Gleichung gefunden werden:
dP(i) = (P(i+1)-P(i).(V(i)N(i+1))^1,3).V(i)/V_ig
Der Nettodruck bei jedem Kurbelwellenwinkel kann mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:
P_net(I) = P_net(i-1)+dP(I)
Dabei ist P der Druck, V ist das Volumen und V_ig ist das Zylindervolumen im Zündpunkt.
Diese Berechnung der Änderung des Nettodrucks wird typischerweise durch die Steuerung über einen vorgegebenen Winkelbereich von Kurbelwellenwinkeln durchgeführt. Dieser Winkelbereich sollte typischerweise den Kurbelwellenwinkel bei Zündung umfassen und bis zu 90° nach diesem Kurbelwellenzündwinkel reichen. Die Steuerung berechnet die Änderung des Nettodrucks nach jedem diskreten Kurbelwellenwinkel entsprechend den obigen Gleichungen und speichert die entsprechenden Werte über den Ablauf des Verbrennungsprozesses im Speicher. Die Steuerung erfaßt weiterhin den Kurbelwellenwinkel, der zu einer berechneten Änderung des Nettodrucks gehört und legt den Kurbelwellenwinkel im Speicher ab. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuerung die Antriebssteuerung, die ohnehin im Motor vorgesehen ist.
Eine grafische Darstellung des Nettodrucks über den Kurbelwellenwinkel entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist durch die Kurve 410 in Fig. 4 gegeben. Diese Kurve stellt die Ergebnisse der Berechnungen nach der obigen Gleichung P_net(i) = P_net(i-1)+dP(i) über einen Winkelbereich der Kurbelwellenwinkel vom Zündwinkel bis zu 40° nach dem oberen Totpunkt dar.
Im Schritt 130 von Fig. 2 wird die zweite Ableitung der Nettoverbrennungsdruckänderung berechnet. Diese zweite Ableitung wird vorzugsweise durch die Steuerung berechnet. Die Gleichung P_net(i) = P_net(i-1)+dP(i) stellt die Nettodruckänderung dar, die von derselben Steuerung im Schritt 120 berechnet ist. Die Beschleunigung dieses Nettodrucks ist durch die zweite Ableitung der obigen Gleichung gegeben. Vorzugsweise ist die Steuerung so programmiert, dass sie die zweite Ableitung obiger Gleichung über einen vorgegebenen Winkelbereich der Kurbelwellenwinkel berechnet. Dieser Winkelbereich ist vorzugsweise derselbe Bereich, den auch die Steuerung benutzt, um die Nettodruckänderung im Schritt 110 zu berechnen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Winkelbereich einen Kurbelwellenwinkel von 10° vor OT bis zu einem Kurbelwellenwinkel von 10° nach OT. Die Steuerung errechnet die Beschleunigung der Nettodruckänderung für jeden einzelnen Kurbelwellenwinkel über den vorgegebenen Winkelbereich und speichert die jeweiligen Werte.
Eine grafische Darstellung der Beschleunigung des Nettodrucks über den Kurbelwellenwinkel nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist durch die Kurbel 430 in Fig. 4 gegeben. Diese Kurve wurde erzeugt durch Einsetzen der Berechnungen des Schrittes 130 über einen Bereich des Kurbelwellenwinkels von Zündwinkel bis hin zu 40° nach OT.
Im nächsten Schritt 140 der Fig. 2 wird der maximale Beschleunigungspunkt während des Brennvorgangs aus der zweiten Ableitung der Nettoverbrennungsdruckänderung errechnet. Diese Berechnung wird vorzugsweise durch die Steuerung durchgeführt.
Im Betrieb überwacht die Steuerung die Beschleunigungswerte, die im Schritt 130 über den vorgegebenen Bereich des Kurbelwellenwinkels berechnet wurden. Nachdem alle Beschleunigungswerte erfaßt sind, ermittelt die Steuerung denjenigen Kurbelwellenwinkel, an dem der maximale Beschleunigungswert erreicht wird. Die Steuerung führt diese Berechnung durch, indem sie den größten positiven Beschleunigungswert ermittelt, den sie empfangen hat. Die Steuerung erfaßt dann den Kurbelwellenwinkel, der zu diesem Beschleunigungswert gehört. Dieser Kurbelwellenwinkel stellt den Punkt maximaler Beschleunigung des Brennprozesses dar.
Im Schritt 150 nach Fig. 2 wird der Zündzeitpunkt des Motors durch die Steuerung vorgestellt zu dem Punkt, wo der maximale Beschleunigungspunkt übereinstimmt mit dem oberen Totpunkt OT, bei dem die Taktung für maximales Bremsdrehmoment vorliegt.
Im Betrieb ist die Steuerung programmiert, den Kurbelwellenwinkel zu erfassen, der dem in Schritt 140 errechneten Punkt maximaler Beschleunigung entspricht bei einem ursprünglichen Wert des Zündzeitpunktes. Wenn die Steuerung feststellt, dass der Punkt maximaler Beschleunigung dicht bei einem Kurbelwellenwinkel von 0°, also im oberen Totpunkt auftritt, ist die Steuerung so programmiert, dass sie den Zündzeitpunkt des Motors verändert. Die Steuerung verschiebt den Zündzeitpunkt nach vorn, wenn der Punkt maximaler Beschleunigung hinter dem oberen Totpunkt auftritt, im Gegensatz hierzu verzögert die Steuerung den Zündzeitpunkt, wenn der Punkt maximaler Beschleunigung erst nach dem oberen Totpunkt auftritt.
Nachdem die Steuerung den Zündzeitpunkt des Motors verändert hat, werden die Schritte 110 bis 140 nach Fig. 2 wiederholt. Nachdem die programmierten Verfahrensschritte durchgeführt wurden, bestimmt die Steuerung, ob der Punkt maximaler Beschleunigung im oberen Totpunkt auftritt. Die Steuerung wiederholt das obige Verfahren in Schritt 150, bis der erfaßte Kurbelwellenwinkel im Winkel 0°, also dem Winkel im oberen Totpunkt, gleich ist. Wenn der Kurbelwellenwinkel, bei dem die maximale Beschleunigung auftritt, 0° und damit OT ist, gibt die Steuerung ein Zündungssteuerungstaktsignal ab, das das Taktsignal für maximales Bremsdrehmoment des Motors ist. Dieses Steuersignal für den Zündzeitpunkt steuert die Zündtaktung der Brennkraftmaschine. Das Steuersignal wird zu der Zündspannungseinheit weitergegeben, diese stellt die notwendige Spannung für die Zündkerze im Zylinder zur Verfügung.
Für den Fall, dass der Motor eine Vielzahl von Zylindern hat, werden dieselben Operationen wie oben in den Schritten 110 bis 150 der Fig. 2 beschrieben durchgeführt für jeden einzelnen Zylinder. In einer alternativen Ausführung wird auch dann, wenn der Motor eine Vielzahl von Zylindern hat, nur die in Fig. 2 beschriebenen Verfahrensschritte für einen Zylinder durchgeführt, weil die relativen Verbrennungsdrucke in den einzelnen Zylindern praktisch identisch sind.
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Änderung des Nettodrucks für den Verbrennungsprozeß entsprechend Schritt 120 nach Fig. 2 ist aufgetragen über dem Kurbelwellenwinkel, dies führt zu der Kurve 410 in Fig. 4. Die Kurve 420 ist die erste Ableitung der Änderung des Nettodrucks des Verbrennungsprozesses, sie stellt die Geschwindigkeit der Änderung des Nettodrucks dar. Die zweite Ableitung der Änderung des Nettodrucks des Verbrennungsprozesses, die gemäß Schritt 130 von Fig. 2 berechnet ist, ist über den Kurbelwellenwinkel dargestellt, dies führt zur Kurve 430 in Fig. 4. Die Kurve 430 stellt die Beschleunigung der Änderung des Nettodrucks dar.
Während exemplarischer Tests eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wurden die Arbeitsbedingungen des Motors auf eine Motordrehzahl von 2.500 U/min. und einen Druck von 7,86 bar BMEP festgesetzt. Die Zündtaktung des Motors wurde bei 22° vor OT festgelegt. Während der Motor bei diesen Betriebsbedingungen einen Verbrennungszyklus durchlief, wurden die Schritte 110 bis 130, wie in Fig. 2 gezeigt, durchgeführt. Die Kurve 500 in Fig. 5 stellt die Beschleunigungskurve des Nettodrucks bei einer Zündtaktung von 22° vor oberen Totpunkt dar.
Dieser Prozeß wurde dann wiederholt mit Werten für den Zündzeitpunkt von 24, 26, 28, 30 und 32 vor dem oberen Totpunkt. Fig. 5 ist eine grafische Darstellung der Beschleunigungskurve des Nettodrucks für die unterschiedlichen Werte des Zündzeitpunktes. Wie durch die Kurve 410 gezeigt ist, tritt die maximale Beschleunigung der Änderung des Nettodrucks in der Nähe eines Kurbelwellenwinkels von 0°, also OT, auf bei einer Zündtaktung von 28° vor dem oberen Totpunkt. Die Wirksamkeit des Verbrennungsprozesses wird durch den Punkt determiniert, bei dem die maximale Beschleunigung auftritt.
Das meiste an effizienter Arbeit des Verbrennungsprozesses wird hinter dem oberen Totpunkt erreicht. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, erreicht der Verbrennungsprozeß seinen Punkt maximaler Beschleunigung in einem relativ frühen Stadium. Wenn dieser Punkt maximaler Beschleunigung vor dem oberen Totpunkt erreicht wird, wird einiges der durch die Verbrennung erzeugten Energie vor dem oberen Totpunkt verloren gehen. Wenn der Punkt maximaler Beschleunigung erst nach dem oberen Totpunkt erreicht wird, fällt die während der Verbrennung anfallende Kraft bei einem größeren Zylindervolumen an, dies wiederum führt zu einem geringeren Wirkungsgrad der Verbrennung. Demgemäß sollte die Periode raschen Brennens des Brennvorgangs am oberen Totpunkt beginnen, dies erlaubt die am meisten wirksame Arbeitsweise, den günstigsten Einsatz der Energie und den günstigsten Ablauf. Wenn der Zündzeitpunkt vorgestellt wird zu dem Punkt, an dem der Punkt maximaler Beschleunigung übereinstimmt mit dem oberen Totpunkt, wird am wirksamsten Kraft durch den Verbrennungsprozeß entfaltet und wird das maximale Bremsdrehmoment erreicht.
In Fig. 6 zeigt die Kurve 610 den Wert des Motorbremsmoments unter unterschiedlichen Zündzeitwerten für Motorbedingungen von 2500 U/min. und 7,86 bar BMEP. Das Maximum des Motorbremsmoments wird bei einem Zündzeitpunkt von 28° vor dem oberen Totpunkt erreicht. Wie schon zuvor in Fig. 5 gezeigt, ist bei einer Maximalbremsmomenttaktung von 28° vor dem oberen Totpunkt, wie durch Kurve 510 dargestellt, die Spitze der Kurve der Druckänderung in Nähe des oberen Totpunktes. Die Zündtaktung von 28° vor dem oberen Totpunkt ist demgemäß die Zündtaktung für maximales Bremsdrehmoment einer Brennkraftmaschine mit Motorbedingungen, die festgesetzt sind auf 2500 U/min. und 7,86 bar BMEP.
Es ist zu verstehen, dass ein weiter Bereich von Modifikationen und Änderungen an den oben beschriebenen Ausführungen für den Fachmann offensichtlich und geläufig ist und unterstellt werden kann. Es ist daher die Intention, dass die vorangegangene detaillierte Beschreibung nur illustrativer Natur ist und nicht einschränkend zu verstehen ist, und es ist zu verstehen, dass die nachfolgenden Ansprüche, einschließlich ihrer Äquivalente, die Intention verfolgen, den wahren Geist und den Schutzbereich der Erfindung zu definieren.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Brennkraftmotors, welcher zumindest einen Zylinder hat, das Verfahren hat die folgenden Verfahrensschritt:

- Messen des Verbrennungsdruckes in dem zumindest einen Zylinder bei zumindest zwei unterschiedlichen Zeiten während des Verbrennungszyklus,

- Berechnen der Änderung des Nettoverbrennungsdruckes in diesem zumindest einen Zylinder basierend auf den gemessenen Druckwerten der Verbrennung,

- Berechnen der zweiten Ableitung der Änderung des Nettoverbrennungsdrucks,

- Berechnen des Punktes maximaler Beschleunigung dieser Nettoverbrennungsdruckänderung ausgehend von der zweiten Ableitung der Änderung des Verbrennungsdrucks und

- Veränderung der Zündtaktung des Motors, bis der Punkt maximaler Beschleunigung in Übereinstimmung ist mit dem Totpunkt, um eine Zündtaktung für maximalen Bremsdrehmoments zu erzielen.

2. Das Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsdrucke mit einem Drucksensor (10) für Verbrennungsdruck erfaßt werden.

3. Das Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Messens weiterhin aufweist ein Messen des Verbrennungsdrucks in nur einem Zylinder.

4. Das Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Nettoverbrennungsdruckes in den zumindest einen Zylinder mit Hilfe einer Steuerung (30) berechnet wird.

5. Das Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ableitung der Nettoverbrennungsdruckänderung mittels der Steuerung berechnet wird.

6. Das Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt maximaler Beschleunigung der Nettoverbrennungsdruckänderung mittels einer Steuerung berechnet wird.

7. Das Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündtaktung des Motors vorverlegt wird, um einen Zündzeitpunkt für maximales Bremsdrehmoment zu erhalten.

8. Das Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündtaktung des Motors verzögert wird, um den Zündzeitpunkt für maximales Bremsdrehmoment zu erhalten.

9. Verfahren zur Optimierung des Wirkungsgrades des Verbrennungsprozesses einer Brennkraftmaschine, die mindestens einen Zylinder hat, das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Berechnen der Änderung eines Nettoverbrennungsdrucks in dem zumindest einen Zylinder während des Verbrennungsprozesses,

- Berechnen der zweiten Ableitung der Änderung des Nettoverbrennungsdruckes,

- Ermitteln eines Punktes maximaler Beschleunigung aus dieser zweiten Ableitung der Änderung des Nettoverbrennungsdrucks und

- Ändern des Zündzeitpunktes für den zumindest einen Zylinder des Motors, bis dieser Punkt maximaler Beschleunigung der Änderung des Nettoverbrennungsdrucks übereinstimmt mit dem oberen Totpunkt bei dem Verbrennungsprozeß.

10. Das Verfahren zur Optimierung des Wirkungsgrades eines Verbrennungsprozesses für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ableitung der Änderung des Nettoverbrennungsdrucks mittels einer Steuerung berechnet wird.