DE112012007121B4 - Adaptation of a knock control - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine zur Bestimmung eines brennkraftmaschinenindividuellen und betriebspunktindividuellen Klopfpegelsollwertes für die Klopfregelung. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird für wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine eine Zündwinkelvariation durchgeführt, um eine Lage einer Klopfgrenze in Abhängigkeit von einem Klopfpegel zu bestimmen. Dabei werden Körperschallwellen der Brennkraftmaschine durch zumindest einen Klopfsensor erfasst und als Klopfpegel ausgegeben. Die während der Zündwinkelvariation ermittelten Messwerte für Klopfpegel in Abhängigkeit vom Zündwinkel werden zur Bestimmung von Klopfpegelgradienten in Abhängigkeit vom Zündwinkel verwendet. Ein brennkraftmaschinenindividueller Klopfpegelsollwert wird dem Klopfpegel eines bestimmten Zündwinkels gleichgesetzt, bei welchem der Klopfpegelgradient einem Grenzklopfpegelgradienten entspricht.The invention relates to a method with an associated device for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine for determining an internal combustion engine-specific and operating point-specific knock level setpoint for the knock control. When the internal combustion engine is operating, an ignition angle variation is carried out for at least one cylinder of the internal combustion engine in order to determine a position of a knock limit as a function of a knock level. Structure-borne sound waves from the internal combustion engine are detected by at least one knock sensor and output as a knock level. The measured values determined during the ignition angle variation for knock levels as a function of the ignition angle are used to determine knock level gradients as a function of the ignition angle. An internal combustion engine-specific knock level setpoint is set equal to the knock level of a specific ignition angle at which the knock level gradient corresponds to a limit knock level gradient.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adaption einer Klopfregelung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine.The present invention relates to a method and a device for adapting a knock control of a spark-ignition internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Bei einer ottomotorischen Verbrennung unter normalen Bedingungen wird das Gemisch durch eine Fremdzündung gezielt entzündet. Während der Verbrennung bewegt sich die Flammenfront vom Zündort aus dreidimensional durch den Brennraum, bis das Gemisch verbrannt ist. Bei einer klopfenden Verbrennung entzündet sich ein Teil des Gemischs an heißen Stellen des Brennraums durch den gesteigerten Verbrennungsdruck und die gesteigerte Brennraumtemperatur während der Verbrennung selbständig, noch bevor die Flammenfront diese Bereiche erreicht. Es kommt zu einer explosionsartigen Verbrennung, wodurch sich die Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht und sich ein dementsprechend hoher Verbrennungsdruck ergibt. Die so entstehenden Druckwellen und Druckschwingungen breiten sich durch die Bauteile der Brennkraftmaschine als Körperschall aus und werden als Klopfen wahrgenommen.With a gasoline engine combustion under normal conditions, the mixture is specifically ignited by an external ignition. During the combustion, the flame front moves three-dimensionally through the combustion chamber from the ignition point until the mixture is burned. In the event of a knocking combustion, part of the mixture ignites automatically at hot points in the combustion chamber due to the increased combustion pressure and the increased combustion chamber temperature during the combustion, even before the flame front reaches these areas. An explosive combustion occurs, which increases the combustion speed and a correspondingly high combustion pressure results. The resulting pressure waves and pressure vibrations propagate through the components of the internal combustion engine as structure-borne noise and are perceived as knocking.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen werden hohe Verdichtungsverhältnisse angestrebt. Demgegenüber steht jedoch die damit verbundene erhöhte Neigung zu klopfenden Verbrennungen. Durch die klopfenden Verbrennungen werden die thermischen und mechanischen Belastungen der Brennkraftmaschine und somit auch die Gefahr der Zerstörung der Brennkraftmaschine erhöht. Jedoch führen niedrige Klopfpegel auch bei andauernden klopfenden Verbrennungen nicht unbedingt zu Schädigungen, so dass der Klopfpegel immer in Verbindung mit der Häufigkeit der klopfenden Verbrennungen betrachtet werden muss. Zur schnellen Unterdrückung gefährlich klopfender Verbrennungen wird vorrangig der Zündzeitpunkt angepasst. Weiterhin sind auch andere Methoden möglich, um klopfenden Verbrennungen entgegenzuwirken.To increase the efficiency of spark ignition internal combustion engines, high compression ratios are sought. On the other hand, there is the associated increased tendency to knock burns. The knocking burns increase the thermal and mechanical loads on the internal combustion engine and thus also the risk of the internal combustion engine being destroyed. However, even with persistent knocking burns, low knock levels do not necessarily lead to damage, so that the knock level must always be considered in connection with the frequency of the knocking burns. The ignition timing is primarily adjusted to quickly suppress dangerous knocking burns. Other methods are also possible to counteract knocking burns.

Zur Erkennung von klopfenden Verbrennungen werden im Allgemeinen Klopfsensoren eingesetzt, die zum Beispiel am Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet sind und den dort vorliegenden Restkörperschall der klopfenden Verbrennung ermitteln. Die Klopfsensoren oder auch Körperschallsensoren wandeln die aus der klopfenden Verbrennung resultierenden Körperschallschwingungen in Wechselspannungssignale um. Die so erfassten Körperschallsignale des Klopfsensors werden einer Auswerteeinheit, zum Beispiel einem Motorsteuergerät zugeführt und entsprechend durch Filter aufbereitet, so dass gefährlich klopfende Verbrennungen erkannt werden können.Knock sensors are generally used to detect knocking burns, which are arranged, for example, on the crankcase of the internal combustion engine and which determine the residual structure-borne noise of the knocking combustion that is present there. The knock sensors or structure-borne sound sensors convert the structure-borne sound vibrations resulting from the knocking combustion into alternating voltage signals. The structure-borne noise signals of the knock sensor recorded in this way are fed to an evaluation unit, for example an engine control unit, and processed accordingly by filters so that dangerous knocking burns can be detected.

Um die Brennkraftmaschine zur Wirkungsgradoptimierung so dicht wie möglich an der Klopfgrenze betreiben zu können, werden Klopfregelungen vorgesehen. Bei diesen Klopfregelungen werden klopfende Verbrennungen bis zu einer vorbestimmten Klopfstärke beziehungsweise Klopfintensität zugelassen, die nicht zu einem Schaden der Brennkraftmaschine führen. Herkömmliche Klopfregelverfahren bilden ein aus mehreren Verbrennungszyklen gemitteltes Signal der Körperschallschwingung, welches ein Referenzsignal darstellt. Zur Beurteilung der Verbrennung wird dann ein aktuell ermitteltes Körperschallsignal mit dem zuvor ermittelten Referenzsignal verglichen. Dafür wird ein Abstand oder ein Verhältnis zwischen aktuell ermitteltem Körperschallsignal und Referenzsignal bewertet. Wird das Referenzsignal als Rauschen und das aktuell ermittelte Körperschallsignal als Signal benannt, kann von einem zu bewertenden Signal-Rausch-Abstand oder einem Signal-Rausch-Verhältnis ausgegangen werden. Unter der Annahme, dass sich das Signal klopfender Verbrennungen immer deutlich von dem nicht klopfender Verbrennungen abhebt, das Signal also erkennbar größer als das Rauschen ist, wird der Erkennungswert des Signal-Rausch-Verhältnisses, ab dem eine klopfende Verbrennung auftritt, über Zylinder, Drehzahl und Last in einem Kennfeld abgelegt und somit fest vorgegeben.In order to be able to operate the internal combustion engine as close as possible to the knock limit to optimize efficiency, knock controls are provided. With these knock controls, knocking combustion is permitted up to a predetermined knock intensity or knock intensity, which does not lead to damage to the internal combustion engine. Conventional knock control methods form a structure-borne sound vibration signal averaged from several combustion cycles, which represents a reference signal. To assess the combustion, a currently determined structure-borne noise signal is then compared with the previously determined reference signal. For this purpose, a distance or a ratio between the currently determined structure-borne noise signal and the reference signal is evaluated. If the reference signal is named as noise and the currently determined structure-borne noise signal is named as a signal, a signal-to-noise ratio or a signal-to-noise ratio to be assessed can be assumed. Assuming that the signal of knocking combustion always clearly differs from that of non-knocking combustion, i.e. the signal is clearly greater than the noise, the detection value of the signal-to-noise ratio, from which a knocking combustion occurs, is determined by the cylinder and speed and load are stored in a map and are therefore firmly specified.

Da der Zündzeitpunkt, der als Zündwinkel im Abstand zum oberen Totpunkt der Brennkraftmaschine zwischen dem Verdichtungs- und Arbeitstakt angegeben wird, die Verbrennung und die Klopfneigung maßgeblich beeinflusst, wird dieser bei erkannter klopfender Verbrennung zeitlich später gelegt. Eine klopfende Verbrennung wird erkannt, wenn ein aktuelles Signal-Rausch-Verhältnis einen entsprechenden Erkennungswert überschreitet. Das Signal-Rausch-Verhältnis, bei dem ein Wechsel zwischen nicht gefährlich klopfender Verbrennung und gefährlich klopfender Verbrennung auftritt, wird auch als Klopfgrenze bezeichnet.Since the ignition point, which is specified as the ignition angle at a distance from the top dead center of the internal combustion engine between the compression and power cycle, significantly influences the combustion and the knocking tendency, it is set later when a knocking combustion is detected. A knocking combustion is detected when the current signal-to-noise ratio exceeds a corresponding detection value. The signal-to-noise ratio, in which there is a change between non-dangerous knocking combustion and dangerous knocking combustion, is also referred to as the knock limit.

Aus diesen herkömmlichen Klopfregelverfahren, wie sie zum Beispiel in DE 195 49 175 A1 oder EP 0 166 033 B1 und einer Vielzahl weiterer Schriften beschrieben werden, leiten sich unter anderem einige Nachteile ab. So ist zum Beispiel ein hoher Aufwand zur Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses notwendig. Der Klopfsensor ist an der Brennkraftmaschine so anzuordnen, dass hauptsächlich Verbrennungsgeräusche im Vergleich zu Störgeräuschen erfassbar sind. Die Störgeräusche wirken direkt auf das Signal-Rausch-Verhältnis. Das vom Klopfsensor erfasste Körperschallsignal, welches einen Klopfpegel repräsentiert, muss zur Minimierung des Störanteils einer aufwendigen Signalbearbeitung unterzogen werden. Die Klopfregelverfahren müssen so angepasst werden, dass auch Streuungen, die in Serienfertigungen von Brennkraftmaschinen zu erwarten sind, einbezogen werden.From these conventional knock control methods, such as those in DE 195 49 175 A1 or EP 0 166 033 B1 and a large number of other documents are described, some disadvantages are derived, among other things. For example, a lot of effort is required to optimize the signal-to-noise ratio. The knock sensor is to be arranged on the internal combustion engine in such a way that mainly combustion noises can be detected compared to interfering noises. The noise has a direct effect on the signal-to-noise ratio. The structure-borne noise signal detected by the knock sensor, which represents a knock level, must be carried out in a complex signal processing process in order to minimize the interference component be subjected. The knock control method must be adapted in such a way that variations that are to be expected in series production of internal combustion engines are also included.

In den herkömmlichen Klopfregelverfahren werden Maßnahmen zur Verhinderung klopfender Verbrennung ergriffen, nachdem die gefährlich klopfenden Verbrennungen stattgefunden haben. Da der Referenzpegel aus dem Verbrennungsgeräusch der Brennkraftmaschine selbst gebildet wird, führt jede Anhebung des Geräusches der Brennkraftmaschine zu einer Erhöhung des Referenzpegels. Bei fest vorgegebenem Signal-Rausch-Verhältnis steigt somit der minimal erkennbare Istpegel an, so dass klopfende Verbrennungen nicht als solche erkannt werden und den zerstörerischen Verbrennungen nicht entgegengewirkt werden kann. Diese Klopfgeräusche führen ihrerseits zu einem weiteren Anstieg des Referenzpegels, wodurch ein Prozess einer selbstständigen Deaktivierung der Klopfregelung in Gang gesetzt werden kann. Im Gegensatz dazu führt eine Verringerung des Geräuschpegels zu einer Verringerung des minimalen erkennbaren Istpegels, so dass gefährlich klopfende Verbrennungen detektiert werden, obwohl keine zerstörende Verbrennung stattgefunden hat. Der Zündwinkel würde unnötig spät gestellt werden, was einen erhöhten Wirkungsgradverlust zur Folge hätte. Bei Brennkraftmaschinen mit niedrigen Verbrennungsgeräuschen, schlechter Körperschallübertragung oder ungünstiger Klopfsensorpositionierung ist eine Klopfregelung nur unzureichend durchführbar.In the conventional knock control methods, measures to prevent knocking burns are taken after the dangerous knocking burns take place. Since the reference level is formed from the combustion noise of the internal combustion engine itself, every increase in the noise of the internal combustion engine leads to an increase in the reference level. With a fixed signal-to-noise ratio, the minimally recognizable actual level rises, so that knocking burns are not recognized as such and the destructive burns cannot be counteracted. These knocking noises in turn lead to a further increase in the reference level, whereby a process of automatic deactivation of the knock control can be started. In contrast to this, a reduction in the noise level leads to a reduction in the minimum recognizable actual level, so that dangerous knocking burns are detected although no destructive combustion has taken place. The ignition angle would be set unnecessarily late, which would result in an increased loss of efficiency. In the case of internal combustion engines with low combustion noises, poor structure-borne noise transmission or unfavorable knock sensor positioning, knock control cannot be carried out adequately.

Durch die relative Auswertung der Körperschallschwingungen werden alterungsbeziehungsweise laufzeitbedingte Änderungen des Geräuschpegels der Brennkraftmaschine ungenügend berücksichtigt. Eine Trendauswertung ist nicht möglich. Stochastische Störungen aufgrund verschlissener oder defekter Motorkomponenten rufen erhöhte Geräuschpegel hervor, die fälschlicherweise als klopfende Verbrennung erkannt werden.Due to the relative evaluation of the structure-borne noise vibrations, changes in the noise level of the internal combustion engine due to aging or running time are insufficiently taken into account. A trend evaluation is not possible. Stochastic malfunctions due to worn or defective engine components cause increased noise levels, which are incorrectly recognized as knocking combustion.

Gemäß der DE 102 19 659 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Zündwinkels für elektronische Steuerungen von Brennkraftmaschinen bekannt, wobei im dynamischen Prüfstand zur Bestimmung des Zündwinkels jeweils für einen Drehzahl-/Last-Betriebspunkt und Betriebszustand ein Grundzündwinkel und für diesen ein stationärer Drehzahl-/Last-Betriebspunkt eingestellt wird, wobei die Brennkraftmaschine für eine festgelegte Zeitdauer in diesem Betriebszustand betrieben wird. Dann wird während einer Zeitdauer ein Startzündwinkel eingestellt und der Zündwinkel in Inkrementen in Richtung spät verstellt, bis bei einem Endzündwinkel eine Bauteilgrenztemperatur erreicht wird und/oder Verbrennungsaussetzer festgestellt werden. Der Zündwinkel wird vom Endzündwinkel in Dekrementen in Richtung früh verstellt, bis Klopfen und/oder Verbrennungsaussetzer festgestellt werden. Dabei wird die Stellzeit für die Zündwinkelverstellung lastabhängig festgelegt und an jedem Messpunkt werden die Messwerte jeweils während einer Zeitdauer abgetastet.According to the DE 102 19 659 A1 a method for determining the ignition angle for electronic controls of internal combustion engines is known, with a basic ignition angle and for this a steady-state speed / load operating point being set in the dynamic test bench to determine the ignition angle for a speed / load operating point and operating state the internal combustion engine is operated in this operating state for a specified period of time. Then a starting ignition angle is set for a period of time and the ignition angle is adjusted in increments in the retarded direction until a component limit temperature is reached at a final ignition angle and / or misfires are detected. The ignition angle is adjusted from the final ignition angle in decrements in the early direction until knocking and / or combustion misfires are detected. The actuating time for the ignition angle adjustment is determined as a function of the load and the measured values are scanned at each measuring point for a period of time.

Gemäß der DE 102 25 937 A1 ist ein Verfahren zur Optimierung der Effizienz eines Katalysators eines Automobils bekannt. Demgemäß wird ein den Zylindern einer Brennkraftmaschine zugeführtes Luft-/Kraftstoffverhältnis derart eingestellt, dass ein gewünschtes Oxidantien-Niveau im Katalysator aufrechterhalten wird. Dazu wird zu verschiedenen Zeitpunkten die tatsächliche Menge der im Katalysator gespeicherten Oxidantien bestimmt. Die tatsächliche Oxidantienmenge wird mit einer Zielmenge für die Oxidantien verglichen, die im Katalysator zu speichern ist. Das dem Zylinder zugeführte Luft-/Kraftstoffverhältnis wird, basierend auf der Größe der Differenz zwischen der tatsächlichen Oxidantienmenge und der Ziel-Oxidantienmenge, angepasst, um einen NOx- oder Kohlenwasserstoff-Durchbruch zu verhindern.According to the DE 102 25 937 A1 a method for optimizing the efficiency of a catalytic converter of an automobile is known. Accordingly, an air / fuel ratio supplied to the cylinders of an internal combustion engine is adjusted in such a way that a desired oxidant level is maintained in the catalytic converter. For this purpose, the actual amount of oxidants stored in the catalytic converter is determined at different times. The actual amount of oxidant is compared to a target amount of oxidant to be stored in the catalyst. The air / fuel ratio delivered to the cylinder is adjusted based on the size of the difference between the actual amount of oxidant and the target amount of oxidant to prevent NOx or hydrocarbon breakthrough.

Gemäß der DE 38 79 514 T2 ist ein adaptives Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei eine Steuerstrategie so ausgestaltet ist, dass sie für Korrekturen eines Basiswertes bis zu einem Maximalwert in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer gewünschten Steigung und einer tatsächlichen Steigung und anschließend für Korrekturen eines anderen Basiswertes gemäß der Differenz zum Reduzieren derselben bereitsteht.According to the DE 38 79 514 T2 an adaptive control system for an internal combustion engine is known, a control strategy being designed in such a way that it can be used for corrections of a base value up to a maximum value depending on the difference between a desired slope and an actual slope and then for corrections of another base value according to the difference to Reduce the same is available.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung und eine verbesserte Vorrichtung zur Adaption einer Klopfregelung bereitzustellen, wobei die Brennkraftmaschine wirkungsgradoptimal an der Klopfgrenze betrieben wird.The object of the invention is to provide an improved method for adapting a knock control and an improved device for adapting a knock control, the internal combustion engine being operated at the knock limit with optimum efficiency.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Adaption nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 7 sowie durch eine Vorrichtung zur Adaption nach den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst.The object is achieved by a method for adaptation according to the features of patent claim 1 and claim 7 and by a device for adaptation according to the features of patent claim 9.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung stellt ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung und eine verbesserte Vorrichtung zur Adaption einer Klopfregelung bereit, wobei eine verbesserte Adaption einer Klopfgrenze erfolgt und die Brennkraftmaschine wirkungsgradoptimal an der Klopfgrenze betrieben wird. Durch die vorteilhafte Erfindung wird ein adaptierbares Klopfregelsystem bereitgestellt, dass sich ohne zusätzlichen Aufwand ausgehend von einer Brennkraftmaschine auf weitere Modelllinien einer Motorenfamilie sowie an individuelle Unterschiede der jeweiligen Brennkraftmaschine aus einer Serienfertigung selbstständig anpasst. Die für das Verfahren notwendigen Verfahrensschritte teilen sich auf eine Entwicklungsphase und eine Nutzungsphase der Brennkraftmaschine auf. Während der Entwicklungsphase werden anhand einer exemplarischen Brennkraftmaschine Motorsteuergerätbedatungen durchgeführt, die für eine komplette Serienfertigung der entsprechenden Brennkraftmaschinen Gültigkeit finden. Die Adaption der Klopfregelung wird dann in der Nutzungsphase der jeweiligen individuellen Brennkraftmaschine aus dieser Serienfertigung durchgeführt.The invention provides an improved method for adapting a knock control and an improved device for adapting a knock control compared to the prior art, an improved adaptation of a knock limit taking place and the internal combustion engine being operated at the knock limit with optimum efficiency. Through the According to an advantageous invention, an adaptable knock control system is provided that, starting from an internal combustion engine, independently adapts to further model lines of an engine family and to individual differences of the respective internal combustion engine from a series production without additional effort. The process steps required for the method are divided into a development phase and a use phase of the internal combustion engine. During the development phase, engine control device data is carried out using an exemplary internal combustion engine, which is valid for a complete series production of the corresponding internal combustion engines. The adaptation of the knock control is then carried out in the use phase of the respective individual internal combustion engine from this series production.

Während der Entwicklungsphase wird eine exemplarische Brennkraftmaschine auf einen Motorprüfstand gebracht und für jeden Betriebspunkt und jeden Zylinder eine Zündwinkelvariation durchgeführt. Der Betriebspunkt wird durch eine Motordrehzahl und durch eine Motorlast bestimmt. Die Motorlast kann dabei zum Beispiel durch ein Motormoment oder durch einen Verbrennungsmitteldruck beschrieben werden. Die Stützstellen der Betriebspunkte für die Motordrehzahl und Motorlast sind entsprechend einer geeigneten Auflösung eines Kennfeldes vordefiniert. Die Zündwinkelvariation wird für jeden Betriebspunkt und jeden Zylinder durchgeführt, indem der Zündwinkel ausgehend von einem aktuellen Zündwinkel in Richtung spät und anschließend in vordefinierbaren Schritten wieder in Richtung früh verstellt wird, bis die Klopfgrenze kurzzeitig und deutlich überschritten wurde. Anschließend wird der Zündwinkel wieder in Richtung spät verstellt.During the development phase, an exemplary internal combustion engine is brought to an engine test bench and an ignition angle variation is carried out for each operating point and each cylinder. The operating point is determined by an engine speed and an engine load. The engine load can be described, for example, by an engine torque or by a combustion medium pressure. The support points of the operating points for the engine speed and engine load are predefined according to a suitable resolution of a characteristic map. The ignition angle variation is carried out for each operating point and each cylinder by adjusting the ignition angle starting from a current ignition angle in the retarded direction and then in predefinable steps back in the early direction until the knock limit is briefly and significantly exceeded. The ignition angle is then adjusted again in the retarded direction.

Als Abbruchkriterium für die Verstellung des Zündwinkels wird eine beispielsweise mittels einer Zylinderdruckmessung vordefinierte Grenzklopfstärke verwendet, welche eine Klopfgrenze beschreibt. Die Überschreitung der Klopfgrenze während der Zündwinkelverstellung dient dazu, die Lage der Klopfgrenze in Abhängigkeit vom Zündwinkel exakt bestimmen zu können. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine auf dem Motorprüfstand wird der Verbrennungsdruck im Inneren des Zylinders durch einen Drucksensor erfasst und entsprechend als Klopfstärke ausgewertet. Die Klopfstärke ist ein Maß dafür, inwieweit sich ein Druckverlauf einer gefährlich klopfenden Verbrennung gegenüber einer normalen Verbrennung unterscheidet. Es wird die Grenzklopfstärke definiert, welche die Klopfgrenze beschreibt. Die Klopfstärke wird als Druck angegeben. Während der Verstellung des Zündwinkels werden zusätzlich zur Druckmessung die Körperschallschwingungen der Brennkraftmaschine durch zumindest einen Klopfsensor erfasst und als Klopfpegel in Form einer Spannung ausgegeben. Für die Klopfgrenze steht dann also zusätzlich zu der Grenzklopfstärke auch ein Grenzklopfpegel zur Verfügung.A limit knock intensity, which is predefined by means of a cylinder pressure measurement and describes a knock limit, is used as a termination criterion for adjusting the ignition angle. Exceeding the knock limit during the ignition angle adjustment serves to be able to determine the exact position of the knock limit as a function of the ignition angle. During the operation of the internal combustion engine on the engine test bench, the combustion pressure inside the cylinder is recorded by a pressure sensor and evaluated accordingly as knock intensity. The knock intensity is a measure of the extent to which the pressure curve of a dangerous knocking combustion differs from a normal combustion. The limit knock intensity is defined, which describes the knock limit. The knock strength is given as pressure. During the adjustment of the ignition angle, in addition to measuring the pressure, the structure-borne noise vibrations of the internal combustion engine are recorded by at least one knock sensor and output as a knock level in the form of a voltage. For the knock limit, a limit knock level is then also available in addition to the limit knock intensity.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise wird die Verstellung des Zündwinkels in Richtung spät und früh in einer vordefinierten Zündwinkelsequenz mit bestimmten Zündwinkelschritten durchgeführt, die zudem betriebspunktabhängig vorgegeben werden kann. Dadurch kann für Betriebspunkte, bei denen die Gefahr einer klopfenden Verbrennung erhöht ist, eine angepasste Zündwinkelsequenz vorgegeben werden, bei welcher der Zündwinkel beispielsweise in kleineren Schritten verändert wird.In an advantageous manner according to the invention, the adjustment of the ignition angle in the late and early direction is carried out in a predefined ignition angle sequence with specific ignition angle steps, which can also be specified as a function of the operating point. As a result, for operating points at which the risk of knocking combustion is increased, an adapted ignition angle sequence can be specified, at which the ignition angle is changed, for example, in smaller steps.

Die daraus ermittelten Messwerte für Klopfstärke und Klopfpegel in Abhängigkeit vom Zündwinkel können durch Ausgleichsfunktionen beschrieben beziehungsweise approximiert werden. In der einfachsten Ausführung kann die Ausgleichsfunktion durch die einfache lineare Verbindung der Messwerte als Stützstellen erfolgen. Alternativ können geeignete mathematische Funktionen an den gemessen Verlauf der Messwerte approximiert werden, wobei die Messwerte als Stützstellen dienen. Aus den ermittelten Messwerten des Klopfpegel-Zündwinkelverlaufs kann ein Gradientenverlauf, also die Veränderung des Klopfpegels in Abhängigkeit vom Zündwinkel, ermittelt werden. Dazu kann beispielsweise eine Polynomfunktion mindestens zweiten Grades als Ausgleichsfunktion verwendet werden. Dann erfolgt die Bestimmung des Gradientenverlaufs in einfacher Weise durch eine mathematische Ableitung der für die Beschreibung des Klopfpegel-Zündwinkelverlaufs erstellten Ausgleichsfunktion, also der Differentiation nach dem Zündwinkel.The measured values determined from this for knock intensity and knock level as a function of the ignition angle can be described or approximated by means of compensation functions. In the simplest version, the compensation function can take place through the simple linear connection of the measured values as support points. Alternatively, suitable mathematical functions can be approximated to the measured course of the measured values, the measured values serving as support points. A gradient curve, that is to say the change in the knock level as a function of the ignition angle, can be determined from the determined measured values of the knock level ignition angle curve. For this purpose, for example, a polynomial function of at least the second degree can be used as a compensation function. The gradient profile is then determined in a simple manner by a mathematical derivation of the compensation function created for the description of the knock level ignition angle profile, that is, the differentiation according to the ignition angle.

Die Klopfgrenze kann somit durch die Grenzklopfstärke, den Grenzklopfpegel und zusätzlich durch einen Grenzklopfpegelgradienten beschrieben werden. Der Grenzklopfpegelgradient wird dem Klopfpegelgradienten eines bestimmten Zündwinkels gleichgesetzt, bei welchem eine Klopfstärke der Grenzklopfstärke entspricht, wobei der Verlauf der Klopfstärke in Abhängigkeit vom Zündwinkel durch eine Zylinderdruckmessung während der Zündwinkelvariation ermittelt wird. Für die Beschreibung der Klopfgrenze über den Grenzklopfpegelgradienten wird der nichtlineare Zusammenhang zwischen Klopfstärke beziehungsweise Klopfpegel und Zündwinkelverstellung ausgenutzt. Die Klopfstärke beziehungsweise der Klopfpegel steigt mit zunehmend früherem Zündwinkel überproportional an. So steigt auch der Klopfpegelgradient mit zunehmend früherem Zündwinkel an. Damit kann der Grenzklopfpegelgradient zur Beschreibung der Klopfgrenze verwendet werden.The knock limit can thus be described by the limit knock intensity, the limit knock level and additionally by a limit knock level gradient. The limit knock level gradient is set equal to the knock level gradient of a certain ignition angle at which a knock intensity corresponds to the limit knock intensity, the course of the knock intensity being determined as a function of the ignition angle by measuring the cylinder pressure during the ignition angle variation. The nonlinear relationship between knock intensity or knock level and ignition angle adjustment is used to describe the knock limit using the limit knock level gradient. The knock intensity or the knock level increases disproportionately with an increasingly earlier ignition angle. The knock level gradient thus also rises with an increasingly earlier ignition angle. The limit knock level gradient can thus be used to describe the knock limit.

Der Grenzklopfpegel wird zusammen mit dem Grenzklopfpegelgradienten betriebspunktindividuell in vorteilhafter Weise zusätzlich zylinderindividuell in einem Motorsteuergerät für die Brennkraftmaschine abgelegt. Der erfindungsgemäße Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass der Grenzklopfpegelgradient zur Adaption der Klopfregelung während der Nutzungsphase verwendet wird, der unabhängig vom Grundgeräusch der Brennkraftmaschine gültig ist. Der vordefinierte Grenzklopfpegel wird als Grundbedatung verwendet.The limit knock level, together with the limit knock level gradient, is advantageously additionally individual to the operating point stored individually for each cylinder in an engine control unit for the internal combustion engine. The advantage of the method according to the invention is that the limit knock level gradient is used to adapt the knock control during the use phase, which is valid regardless of the background noise of the internal combustion engine. The predefined limit knock level is used as basic data.

In einem weiteren Schritt in der Entwicklungsphase kann aus einer ausreichenden Stichprobe von Brennkraftmaschinen ein für eine Serienstreuung repräsentativer Mittelwert eines betriebspunktindividuellen Grenzklopfpegels ermittelt, abgeglichen und in jedem individuellen Motorsteuergerät einer Brennkraftmaschine abgelegt werden. Am Ende der Entwicklungsarbeiten am Prüfstand sind im Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine in vorteilhafter Weise für jeden Betriebspunkt und jeden Zylinder der Grenzklopfpegelgradient für die Adaption der Klopfregelung während der Nutzungsphase und der Grenzklopfpegel als Grundbedatung eines Klopfpegelsollwertes für die Klopfregelung abgelegt.In a further step in the development phase, an average value of an operating point-specific limit knock level representative of a series spread can be determined from a sufficient sample of internal combustion engines, compared and stored in each individual engine control unit of an internal combustion engine. At the end of the development work on the test bench, the limit knock level gradient for the adaptation of the knock control during the use phase and the limit knock level as basic data for a knock level setpoint for the knock control are advantageously stored in the engine control unit of the internal combustion engine.

In der Nutzungsphase der zum Beispiel in ein Fahrzeug eingebauten, individuellen Brennkraftmaschine wird basierend auf den bereits im Motorsteuergerät abgelegten Werten für den Grenzklopfpegelgradient eine Adaption durchgeführt, um einen brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegel für den optimalen Betrieb an der Klopfgrenze zu ermitteln. Die Adaption ist notwendig, da jede individuelle Brennkraftmaschine eine individuelle Signalübertragung der klopfenden Verbrennung über die Motorstruktur und die Sensorik zur Auswerteeinheit besitzt und somit die individuelle Brennkraftmaschine bestimmten Toleranzen und Veränderungen unterliegt, welche die Funktion und letztendlich die Verbrennung beeinflussen. Diese Toleranzen ergeben sich aus der Serienstreuung, welche bei der Fertigung von Brennkraftmaschinen auftritt. Serienstreuungen können zum Beispiel aus Fertigungstoleranzen von mechanischen Elementen oder auch aus Unterschieden in der Signalerfassung und Übertragung resultieren. Neben der Serienstreuung einer Modellreihe einer Brennkraftmaschine können die Brennkraftmaschinen auch mit unterschiedlichen Aggregaten und Modulen ausgestattet sein. Auch Alterungs- und Abnutzungserscheinungen ziehen eine Veränderung des Betriebs der Brennkraftmaschine nach sich. Auf diese Einflüsse kann durch die Adaption reagiert werden. Die Adaption wird während des Betriebs der Bennkraftmaschine über die gesamte Nutzungsdauer unter vorbestimmten Bedingungen und Nutzungsintervallen durchgeführt.In the usage phase of the individual internal combustion engine built into a vehicle, for example, an adaptation is carried out based on the values for the knock level gradient already stored in the engine control unit in order to determine an internal combustion engine-specific knock limit for optimal operation at the knock limit. The adaptation is necessary because each individual internal combustion engine has an individual signal transmission of the knocking combustion via the engine structure and the sensors to the evaluation unit and the individual internal combustion engine is therefore subject to certain tolerances and changes that affect the function and ultimately the combustion. These tolerances result from the series spread that occurs in the manufacture of internal combustion engines. Series variances can result, for example, from manufacturing tolerances of mechanical elements or from differences in signal acquisition and transmission. In addition to the series distribution of a model series of an internal combustion engine, the internal combustion engines can also be equipped with different units and modules. Aging and wear and tear also result in a change in the operation of the internal combustion engine. Adaptation can react to these influences. The adaptation is carried out during the operation of the internal combustion engine over the entire period of use under predetermined conditions and use intervals.

Das Verfahren zur Adaption insbesondere zur Bestimmung eines brennkraftmaschinenindividuellen und betriebspunktindividuellen Klopfpegelsollwertes für eine Klopfregelung umfasst die Zündwinkelvariation für wenigstens einen Zylinder während des Betriebs der Brennkraftmaschine, um eine Lage der Klopfgrenze in Abhängigkeit vom Klopfpegel zu bestimmen. Dabei werden die Körperschallschwingungen der Brennkraftmaschine durch zumindest einen Klopfsensor erfasst und als Klopfpegel ausgegeben. Die während der Zündwinkelvariation ermittelten Messwerte für Klopfpegel in Abhängigkeit vom Zündwinkel werden durch eine Klopfpegelausgleichsfunktion abgebildet. Anhand dieser Klopfpegelausgleichsfunktion wird ein Klopfpegelgradient in Abhängigkeit vom Zündwinkel ermittelt sowie ein brennkraftmaschinenindividueller Klopfpegelsollwert dem Klopfpegel eines bestimmten Zündwinkels gleichgesetzt, bei welchem der Klopfpegelgradient einem Grenzklopfpegelgradienten entspricht.The method for adaptation, in particular for determining an internal combustion engine-specific and operating point-specific knock level setpoint for knock control includes the ignition angle variation for at least one cylinder during operation of the internal combustion engine in order to determine a position of the knock limit as a function of the knock level. The structure-borne noise vibrations of the internal combustion engine are detected by at least one knock sensor and output as a knock level. The measured values determined during the ignition angle variation for knock levels as a function of the ignition angle are mapped by a knock level compensation function. Using this knock level compensation function, a knock level gradient is determined as a function of the ignition angle and an internal combustion engine-specific knock level setpoint is set equal to the knock level of a specific ignition angle at which the knock level gradient corresponds to a limit knock level gradient.

Mit anderen Worten wird der für die individuelle Brennkraftmaschine gültige betriebspunktindividuelle Klopfpegelsollwert anhand des allgemeingültigen Klopfpegelgradienten-Zündwinkelverlaufs und des Grenzklopfpegelgradienten bestimmt, welche in dem Motorsteuergerät abgelegt sind. Es wird die Zündwinkelvariation durchgeführt und der brennkraftmaschinenindividuelle Klopfpegelsollwert bestimmt, indem jener Klopfpegel ermittelt wird, für welchen der Klopfpegelgradient dem Grenzklopfpegelgradienten entspricht. Der Klopfpegelsollwert wird dann diesem Klopfpegel gleichgesetzt.In other words, the knock level setpoint value for the individual internal combustion engine that is valid for the individual internal combustion engine is determined on the basis of the generally applicable knock level gradient ignition angle curve and the limit knock level gradient, which are stored in the engine control unit. The ignition angle variation is carried out and the internal combustion engine-specific knock level setpoint is determined by determining that knock level for which the knock level gradient corresponds to the limit knock level gradient. The knock level setpoint is then set equal to this knock level.

Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt die Adaption während eines quasistabilen Betriebszustands der Brennkraftmaschine, bei dem nur geringe Drehzahl- und Laständerungen auftreten. Wird ein solcher Betriebspunkt erkannt, wird die Adaption für den jeweiligen Betriebspunkt durchgeführt. Die Adaption kann zusätzlich zylinderindividuell durchgeführt werden. Für die Erkennung eines quasistabilen Betriebspunktes kann unter anderem ein vordefinierter Schwellenwert einer Last- und Drehzahländerungsgeschwindigkeit verwendet werden. Weiterhin können für die Entscheidung zur Adaption Prognosen über bevorstehende Signal- oder Betriebsveränderungen der Brennkraftmaschine eingehen.According to the invention, the adaptation advantageously takes place during a quasi-stable operating state of the internal combustion engine, in which only slight changes in speed and load occur. If such an operating point is recognized, the adaptation is carried out for the respective operating point. The adaptation can also be carried out individually for each cylinder. For the detection of a quasi-stable operating point, among other things, a predefined threshold value of a load and speed change rate can be used. Furthermore, predictions about impending signal or operational changes of the internal combustion engine can be used for the decision to adapt.

Die betriebspunktindividuelle und gegebenenfalls zylinderindividuelle Adaption erfolgt durch eine Zündwinkelvariation. Dabei wird der Zündwinkel anhand einer Zündwinkelsequenz verstellt, die der Zündwinkelsequenz während der Applikation entspricht. Alternativ kann auch eine vereinfachte Zündwinkelsequenz oder eine an den Betriebspunkt angepasste Zündwinkelsequenz verwendet werden. Während der Verstellung des Zündwinkels wird der sich einstellende Klopfpegel über den an der Brennkraftmaschine verbauten Klopfsensor erfasst. Dadurch stehen für den jeweiligen Betriebspunkt mehrere, für eine Approximation ausreichend viele Messwerte des Klopfpegels in Abhängigkeit vom Zündwinkel zur Verfügung, so dass sich ein Verlauf des Klopfpegels über den Zündwinkel ergibt. Der Verlauf wird wiederum durch eine Ausgleichsfunktion beschrieben beziehungsweise approximiert. Durch die erste mathematische Ableitung der Ausgleichsfunktion nach dem Zündwinkel wird ein für die individuelle Brennkraftmaschine betriebspunkt- und gegebenenfalls zylinderindividueller Verlauf des Klopfpegelgradienten erzeugt. Für den Zündwinkel, bei dem der Verlauf des Klopfpegelgradienten mit dem im Motorsteuergerät während der Entwicklungsphase abgelegten Grenzklopfpegelgradienten übereinstimmt, wird der entsprechende Klopfpegel anhand der Ausgleichsfunktion ermittelt und als brennkraftmaschinenindividueller Grenzklopfpegel verwendet. Mit anderen Worten erfolgt eine Rückrechnung auf einen Klopfpegel anhand des betriebspunkt- und gegebenenfalls zylinderindividuellen Verlaufs des Klopfpegelgradienten, für dessen Zündwinkel der Grenzklopfpegelgradient mit dem Wert des betriebspunkt- und gegebenenfalls zylinderindividuellen Verlaufs des Klopfpegelgradienten übereinstimmt. Der so ermittelte betriebspunkt- und gegebenenfalls zylinderindividuelle sowie brennkraftmaschinenindividuelle Grenzklopfpegel repräsentiert die Klopfgrenze, an welcher die Brennkraftmaschine betrieben werden soll.The operating point-specific and, if necessary, cylinder-specific adaptation takes place by varying the ignition angle. The ignition angle is adjusted using an ignition angle sequence which corresponds to the ignition angle sequence during the application. Alternatively, a simplified ignition angle sequence or an ignition angle sequence adapted to the operating point can also be used. During the adjustment of the ignition angle, the knock level that occurs is detected by the knock sensor installed on the internal combustion engine. As a result, several measured values of the knock level are available for the respective operating point, which are sufficient for an approximation, depending on the ignition angle, so that a course of the knock level is obtained results over the ignition angle. The course is in turn described or approximated by a compensation function. The first mathematical derivation of the compensation function according to the ignition angle generates an operating point-specific and, if necessary, cylinder-specific curve of the knock level gradient for the individual internal combustion engine. For the ignition angle at which the course of the knock level gradient corresponds to the limit knock level gradient stored in the engine control unit during the development phase, the corresponding knock level is determined using the compensation function and used as the internal combustion engine-specific limit knock level. In other words, a knock level is recalculated based on the operating point and, if applicable, cylinder-specific curve of the knock level gradient, for whose ignition angle the limit knock level gradient corresponds to the value of the operating point and, if applicable, cylinder-specific curve of the knock level gradient. The operating point and, if applicable, cylinder-specific and internal-combustion-engine-specific limit knock level determined in this way represents the knock limit at which the internal combustion engine is to be operated.

Mit anderen Worten umfasst das Verfahren zur Adaption insbesondere zur Bestimmung eines brennkraftmaschinenindividuellen und betriebspunktindividuellen Klopfpegelsollwertes, die Zündwinkelvariation für wenigstens einen Zylinder während des Betriebs der Brennkraftmaschine, um eine Lage der Klopfgrenze in Abhängigkeit vom Klopfpegel zu bestimmen. Die Körperschallwellen der Brennkraftmaschine werden durch zumindest einen Klopfsensor erfasst und als Klopfpegel ausgegeben. Die während der Zündwinkelvariation ermittelten Messwerte für Klopfpegel in Abhängigkeit vom Zündwinkel werden durch eine Klopfpegelausgleichsfunktion abgebildet. Anhand dieser Klopfpegelausgleichsfunktion wird ein Klopfpegelgradient in Abhängigkeit vom Zündwinkel ermittelt sowie ein brennkraftmaschinenindividueller Klopfpegelsollwert dem Klopfpegel eines bestimmten Zündwinkels gleichgesetzt, bei welchem der Klopfpegelgradient einem Grenzklopfpegelgradienten entspricht.In other words, the method for adaptation, in particular for determining an internal combustion engine-specific and operating point-specific knock level setpoint, comprises the ignition angle variation for at least one cylinder during operation of the internal combustion engine in order to determine a position of the knock limit as a function of the knock level. The structure-borne sound waves of the internal combustion engine are detected by at least one knock sensor and output as a knock level. The measured values determined during the ignition angle variation for knock levels as a function of the ignition angle are mapped by a knock level compensation function. Using this knock level compensation function, a knock level gradient is determined as a function of the ignition angle and an internal combustion engine-specific knock level setpoint is set equal to the knock level of a specific ignition angle at which the knock level gradient corresponds to a limit knock level gradient.

Aus der Differenz des bereits im Motorsteuergerät abgelegten vordefinierten Grenzklopfpegels und brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegels ergibt sich der adaptive Anteil. Mit anderen Worten wird der vordefinierte Grenzklopfpegel anhand des brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegels korrigiert. Der für die Klopfregelung erforderliche Klopfpegelsollwert ergibt sich erfindungsgemäß als Summe vom vordefinierten Grenzklopfpegel und dem adaptiven Anteil. Grundsätzlich ist es auch möglich, den aktuell ermittelten brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegel zu verwenden, ohne den vordefinierten Grenzklopfpegel zu löschen. Damit ist der vordefinierte Grenzklopfpegel stets als Rückfallebene vorhanden. Über eine frei wählbare Wichtung können bereits erste Adaptionen auf die weiteren Betriebspunkte ohne erfolgreiche Adaption interpoliert beziehungsweise extrapoliert werden. Somit korrigiert bereits die erste erfolgreiche Adaption den Klopfpegelsollwert der Klopfregelung im gesamten Regelbereich.The adaptive component results from the difference between the predefined limit knock level already stored in the engine control unit and the limit knock level specific to the internal combustion engine. In other words, the predefined limit knock level is corrected based on the internal combustion engine-specific limit knock level. The knock level setpoint required for knock control results according to the invention as the sum of the predefined limit knock level and the adaptive component. In principle, it is also possible to use the currently determined internal combustion engine-specific knock level limit without deleting the predefined knock limit limit. The predefined limit knock level is therefore always available as a fall-back level. Using a freely selectable weighting, the first adaptations to the further operating points can be interpolated or extrapolated without successful adaptation. Thus, the first successful adaptation already corrects the knock level setpoint of the knock control in the entire control range.

Dazu ist eine Vorrichtung zur Adaption einer Klopfregelung vorgesehen, in welcher mehrere Speicherzellen vorgesehen sind, die eine eindeutige Betriebspunktzuordnung aufweisen. Für die Adaption der Klopfregelung sind für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wenigstens zwei Speicherzellen in der Vorrichtung zugeordnet. In einer ersten Speicherzelle ist ein vordefinierter Klopfpegelsollwert und in einer zweiten Speicherzelle ein Grenzklopfpegelgradient gespeichert. Für jeden Betriebspunkt kann in der Vorrichtung eine weitere Speicherzelle vorgesehen sein, in welcher der adaptierte brennkraftmaschinenindividuelle Klopfpegelsollwert oder die Korrektur des vordefinierten Klopfpegelsollwerts zum brennkraftmaschinenindividuellen Klopfpegelsollwert als adaptiver Anteil speicherbar ist.For this purpose, a device for adapting a knock control is provided, in which a plurality of memory cells are provided which have a clear operating point assignment. For the adaptation of the knock control, at least two storage cells are assigned in the device for an operating point of the internal combustion engine. A predefined knock level setpoint is stored in a first memory cell and a limit knock level gradient is stored in a second memory cell. A further memory cell can be provided in the device for each operating point, in which the adapted internal combustion engine-specific knock level setpoint or the correction of the predefined knock level setpoint to the internal combustion engine-specific knock level setpoint can be stored as an adaptive component.

Nach jeder erfolgreichen Adaption wird ein betriebspunkt- und gegebenenfalls zylinderindividueller Statuszähler um einen vordefinierten Zählwert erhöht und entsprechend in einem Statuskennfeld abgelegt. Die Stützstellen gleichen denen des Adaptionskennfeldes, damit jedem Adaptionswert exakt sein Statuswert zugeordnet ist. Das aktuelle Adaptionsergebnis wird mit dem abgelegten Wert gemittelt. Liegt die Differenz der beiden Werte außerhalb einer zu definierenden Toleranz, wird der Statuszähler reduziert, um eine erneute Adaption unter entsprechenden Bedingungen zu ermöglichen. Die Verlässlichkeit des Adaptionswertes ist gewährleistet, wenn der Statuszähler einen dafür vorgesehenen Schwellenwert erreicht oder überschritten hat. Tritt während des ersten Teiles der Adaptionssequenz, also bei der Zündwinkelfrühverstellung, eine signifikante Signalbeeinflussung ein, wird die Adaption beendet und neu gestartet. Ist dies im zweiten Teil der Adaptionssequenz der Fall, wird das Ergebnis, wie oben beschrieben, im Adaptionskennfeld gespeichert. Der Statuszähler wird um einen gegenüber dem Zählwert einer erfolgreichen Adaption reduzierten Zählwert erhöht.After each successful adaptation, an operating point and, if applicable, cylinder-specific status counter is increased by a predefined counter value and stored accordingly in a status map. The support points are the same as those of the adaptation map so that each adaptation value is assigned its status value exactly. The current adaptation result is averaged with the stored value. If the difference between the two values is outside a tolerance to be defined, the status counter is reduced in order to enable a new adaptation under the appropriate conditions. The reliability of the adaptation value is guaranteed when the status counter has reached or exceeded a threshold value provided for it. If the signal is significantly influenced during the first part of the adaptation sequence, that is to say during the ignition angle advance, the adaptation is ended and restarted. If this is the case in the second part of the adaptation sequence, the result is stored in the adaptation map, as described above. The status counter is increased by a count value that is reduced compared to the count value of a successful adaptation.

Wird bei der Zündwinkelfrühverstellung ein Sicherheitsschwellenwert eines Klopfpegels in relativer Abhängigkeit zum vordefinierten Grenzklopfpegel vor dem angestrebten Grenzklopfpegelgradienten erreicht, so ist davon auszugehen, dass der Geräuschpegel außerhalb eines zulässigen Bereiches liegt. Daraufhin wird die Adaption abgebrochen.If a safety threshold value of a knock level is reached in relation to the predefined limit knock level prior to the desired limit knock level gradient in the ignition angle advance, then it can be assumed that the noise level is outside a permissible range. The adaptation is then canceled.

Die Startwerte werden unverändert beibehalten. Wiederholt sich das Verhalten bei weiteren Adaptionsversuchen, so wird der relevante zylinderindividuelle Adaptionspunkt als nicht adaptierbar markiert, um weitere unnötige Adaptionsversuche zu vermeiden. Es kann ein entsprechender Eintrag im Diagnosesystem erfolgen.The start values are retained unchanged. The behavior is repeated with others Adaptation attempts, the relevant cylinder-specific adaptation point is marked as not adaptable in order to avoid further unnecessary adaptation attempts. A corresponding entry can be made in the diagnostic system.

Der für die Klopfregelung außerdem notwendige Klopfpegelsollwert, der einen aktuellen und stabilen Klopfpegel während des Betriebs der Brennkraftmaschine als Spannungssignal repräsentiert, wird als gleitender Mittelwert über eine definierte Anzahl von zyklisch aufeinanderfolgenden Klopfsensorsignalen ermittelt. Die für die Mittelung herangezogene Anzahl von Signalen wird durch signalbeeinflussende Parameter vorbestimmt. Solche Parameter können zum Beispiel Drehzahl, Last und Verbrennungsschwerpunktlage sowie deren Änderungsgeschwindigkeit im dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine sein. Weiterhin können auch Veränderungen in der Signalaufbereitung, wie zum Beispiel bei einer Umschaltung der Signalauswertung, oder auch die Zu- oder Abschaltung von Motorkomponenten, wie zum Beispiel Aufladeaggregate oder Ladungsbewegungsklappen, in die Betrachtung einfließen.The knock level setpoint also required for knock control, which represents a current and stable knock level as a voltage signal during operation of the internal combustion engine, is determined as a moving average over a defined number of cyclically successive knock sensor signals. The number of signals used for averaging is predetermined by parameters that influence the signal. Such parameters can be, for example, speed, load and combustion center position and their rate of change in dynamic operation of the internal combustion engine. Changes in the signal processing, such as when switching the signal evaluation, or the connection or disconnection of engine components, such as charging units or charge movement flaps, can also be taken into account.

Für die Klopfregelung wird ein Regler verwendet, bei dem der Klopfpegelistwert mit dem adaptierten brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegel verglichen wird. Als Steuergröße wird der Zündwinkel verwendet. In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise wird für den Regler ein PID-Regler eingesetzt.A controller is used for knock control in which the actual knock level value is compared with the adapted limit knock level specific to the internal combustion engine. The ignition angle is used as the control variable. In an advantageous manner according to the invention, a PID controller is used for the controller.

Durch das beschriebene Verfahren wird eine Klopfregelung bereitgestellt, mit der gegenüber herkömmlichen Klopfregelverfahren die individuelle Brennkraftmaschine deutlich dichter an der Klopfgrenze und somit deutlich dichter am thermodynamischen Optimum betrieben werden kann. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine gegenüber herkömmlichen Brennkraftmaschinen deutlich, was sich zum Beispiel durch eine Kraftstoffeinsparung deutlich macht.The method described provides a knock control with which the individual internal combustion engine can be operated significantly closer to the knock limit and thus significantly closer to the thermodynamic optimum compared to conventional knock control methods. This increases the efficiency of the internal combustion engine significantly compared to conventional internal combustion engines, which is evident, for example, from fuel savings.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Klopfregelung ermöglicht weiterhin Diagnosefunktionen. So kann während des Betriebes der Brennkraftmaschine ein stochastisches Störgeräusch erkannt werden, indem eine Standardabweichung der Klopfpegel betriebspunkt- und zylinderselektiv in einem Kennfeld abgelegt wird. Überschreitet der aus dem Kennfeld berechnete Mittelwert einen vordefinierten Schwellenwert, so wird auf ein vermutliches stochastisches Störgeräusch geschlossen. Eine Trenderkennung des Geräuschpegels der Brennkraftmaschine durch die Analyse des D-Anteils des Reglers wird möglich. Während der Adaption kann auch die Standardabweichung des Klopfpegels über Zündwinkel bestimmt werden. Überschreitet der Gradient des so ermittelten Verlaufs der Standardabweichung des Klopfpegels über Zündwinkel in einem definierten Bereich einen vorbestimmten Grenzwert, wird ein stochastisches Störgeräusch erkannt. In Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Diagnose können die Parameter für die Adaption und Regelung angepasst werden. Ein vordefinierter Gradient der Standardabweichung kann ebenfalls als Abbruchkriterium für die Zündwinkelverstellung der Adaption verwendet werden.The inventive method for knock control also enables diagnostic functions. During the operation of the internal combustion engine, a stochastic noise can be recognized by storing a standard deviation of the knock level in a characteristic map for each operating point and cylinder. If the mean value calculated from the characteristic diagram exceeds a predefined threshold value, a presumed stochastic background noise is concluded. Trend recognition of the noise level of the internal combustion engine by analyzing the D component of the controller is possible. During the adaptation, the standard deviation of the knock level can also be determined via the ignition angle. If the gradient of the course of the standard deviation of the knock level determined in this way over the ignition angle exceeds a predetermined limit value in a defined range, a stochastic noise is recognized. Depending on the result of this diagnosis, the parameters for the adaptation and control can be adjusted. A predefined gradient of the standard deviation can also be used as a termination criterion for adjusting the ignition angle of the adaptation.

Für eine optimale Klopfregelung wird das Klopfsensorsignal im repräsentativen Zeit- und Frequenzbereich erfasst, gefiltert und ausgewertet. Dafür wird ein Zeitfenster beziehungsweise ein Kurbelwellenwinkelfenster in Abhängigkeit von Last und Drehzahl definiert. Die Frequenzfilterung erfolgt durch einen Filter mit einer Durchlassbandbreite von der ersten bis zur dritten Brennraumeigenfrequenz. Die Durchlassbandbreite wird über eine High- und Lowpassfrequenz definiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Klopfregelungen wird das Fenster bereits vor dem oberen Totpunkt, der dem Zündzeitpunkt zugeordnet ist, geöffnet, um den Istklopfpegel während der Adaption sicher erfassen zu können. Weiterhin können dadurch auch Vorentflammungen erfasst werden, indem der Istklopfpegel mit einem entsprechenden Schwellenwert verglichen wird und bei Überschreitung auf eine extrem stark klopfende Verbrennung geschlossen wird. Alle Informationen, die aus den Diagnosefunktionen hervorgehen, können im Motorsteuergerät weiterverarbeitet werden, um den Betrieb der Brennkraftmaschine weiter zu optimieren.For optimal knock control, the knock sensor signal is recorded, filtered and evaluated in the representative time and frequency range. For this, a time window or a crankshaft angle window is defined depending on the load and speed. The frequency is filtered by a filter with a passband bandwidth from the first to the third natural frequency of the combustion chamber. The pass bandwidth is defined using a high and low pass frequency. In contrast to conventional knock controls, the window is opened before the top dead center, which is assigned to the ignition point, in order to be able to reliably detect the actual knock level during the adaptation. Furthermore, pre-ignition can also be detected by comparing the actual knock level with a corresponding threshold value and if it is exceeded, an extremely strong knocking combustion is deduced. All information that emerges from the diagnostic functions can be further processed in the engine control unit in order to further optimize the operation of the internal combustion engine.

Durch das erfindungsgemäße Klopfregelverfahren wird der Aufwand für eine optimale Sensorplatzierung reduziert. Die Adaption des brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegels ermöglicht eine stabile Klopfregelung mit hoher Regelgüte, die sich an Serienstreuungen zwischen unterschiedlichen Brennkraftmaschinen, an Abweichungen in der Messkette, an die Alterung der Brennkraftmaschine, an verschiedene Kraftstoffqualitäten und an unterschiedlich laute Störgeräusche anpasst. Um den aus den Störgeräuschen resultierenden Wirkungsgradverlust zu vermeiden, wird vorgeschlagen, die Geräuschänderung bei einem Zündwinkeleingriff zu beobachten. Folgen die durch den Zündwinkeleingriff hervorgerufenen Geräuschänderungen nicht dem abgelegten Zusammenhang zwischen Zündwinkel und Geräuschpegel innerhalb einer durch einen Schwellenwert beschriebenen Abweichung, werden diese als Störung erkannt. Wird dieser Schwellenwert für eine vorbestimmte Anzahl an Verbrennungszyklen überschritten, wird der Zündwinkeleingriff wieder auf den Anfangswert gesetzt. Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Klopfregelung für eine vorbestimmte Anzahl an Verbrennungszyklen eingestellt wird. Alternativ kann auch eine erneute Adaption der Klopfregelung initiiert werden.The knock control method according to the invention reduces the effort for optimal sensor placement. The adaptation of the engine-specific knock level limit enables stable knock control with high control quality, which adapts to series variances between different internal combustion engines, to deviations in the measuring chain, to the aging of the internal combustion engine, to different fuel qualities and to differently loud background noises. In order to avoid the loss of efficiency resulting from the interference, it is proposed to observe the change in noise during an ignition angle intervention. If the noise changes caused by the ignition angle intervention do not follow the stored relationship between the ignition angle and the noise level within a deviation described by a threshold value, these are recognized as a fault. If this threshold value is exceeded for a predetermined number of combustion cycles, the ignition angle intervention is set back to the initial value. It can also be provided that the knock control is set for a predetermined number of combustion cycles. Alternatively, a new adaptation of the knock control can also be initiated.

Dadurch können Fehlerkennungen von gefährlich klopfenden Verbrennungen deutlich reduziert und der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht werden. Weiterhin können schon geringe Abweichungen zwischen dem brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegel als Klopfpegelsollwert und dem Klopfpegelistwert ausgewertet und darauf mit geringen Zündwinkeländerungen reagiert werden, wodurch die Brennkraftmaschine entsprechend stabiler und näher an der Klopfgrenze betrieben werden kann. Da sich das Verbrennungsgeräusch in Abhängigkeit von Gemisch, Motortemperatur und weiteren Parametern ändert, können dafür Korrekturwerte abgelegt werden, um die Abhängigkeit bei der Berechnung des Sollwertes einfließen zu lassen. As a result, incorrect identifications of dangerous knocking burns can be significantly reduced and the efficiency of the internal combustion engine can be increased. Furthermore, even small deviations between the engine-specific knock level limit as the knock level setpoint and the knock level actual value can be evaluated and responded to with slight changes in the ignition angle, so that the engine can be operated more stable and closer to the knock limit. Since the combustion noise changes depending on the mixture, engine temperature and other parameters, correction values can be stored for this in order to allow the dependency to flow into the calculation of the setpoint.

Bei einem Betriebspunktwechsel der Brennkraftmaschine wird der brennkraftmaschinenindividuelle Grenzklopfpegel angepasst. Dabei kann die Anpassung in Abhängigkeit des Betriebspunktes oder eines Dynamikwunsches beschleunigt oder verzögert erfolgen.When the operating point of the internal combustion engine changes, the internal combustion engine-specific limit knock level is adapted. The adaptation can be accelerated or delayed depending on the operating point or a dynamic requirement.

Sporadisch auftretende Klopfereignisse, welche beispielsweise durch erhöhten Öleintrag in den Brennraum oder Versottungen im Brennraum verursacht werden, können mittels einer Sicherheitsfunktion, insbesondere durch eine Einzelwertbetrachtung anstatt einer Mittelwertbetrachtung einbezogen werden. Die Häufigkeit der sporadisch auftretenden Klopfereignisse kann durch Zählen bestimmt werden. Übersteigt die Häufigkeit der sporadisch auftretenden Klopfereignisse bezogen auf einen Beobachtungszeitraum einen vordefinierten Schwellenwert, wird erkannt, dass die sporadisch auftretenden Klopfereignisse nicht dem abgelegten Zusammenhang zwischen Zündwinkel und Geräuschpegel folgt. Es wird eine Absenkung des brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegels vorgenommen. Der Betrag der Absenkung kann beispielsweise in Abhängigkeit der Anzahl der sporadisch auftretenden Klopfereignisse innerhalb des Beobachtungszeitraums abgespeichert werden.Sporadically occurring knocking events, which are caused, for example, by increased oil entry into the combustion chamber or sooting in the combustion chamber, can be included by means of a safety function, in particular by considering individual values instead of considering average values. The frequency of the sporadically occurring knock events can be determined by counting. If the frequency of the sporadically occurring knock events in relation to an observation period exceeds a predefined threshold value, it is recognized that the sporadically occurring knock events do not follow the stored relationship between the ignition angle and the noise level. The engine-specific limit knock level is lowered. The amount of the reduction can be stored, for example, as a function of the number of sporadically occurring knocking events within the observation period.

AusführungsbeispielEmbodiment

Beispielhaft wird hier eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Adaption einer Klopfregelung dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung zur Ermittlung eines vordefinierten Sollklopfpegels und Schwellenwertes eines Klopfpegelgradienten, und
  • 2: eine schematische Darstellung einer Rückrechnung vom Grenzklopfpegelgradienten zu einem brennkraftmaschinenindividuellen Klopfpegelsollwert.
A possible embodiment of the method according to the invention for adapting a knock control is shown here as an example. In the accompanying figures show:
  • 1 : a schematic representation for determining a predefined setpoint knock level and threshold value of a knock level gradient, and
  • 2 : a schematic representation of a back calculation from the limit knock level gradient to an internal combustion engine-specific knock level setpoint.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung beinhaltet mehrere Verfahrensschritte, welche sich auf eine Entwicklungsphase und auf eine Nutzungsphase der Brennkraftmaschine aufteilen. Während der Entwicklungsphase werden anhand einer exemplarischen Brennkraftmaschine Motorsteuergerätbedatungen durchgeführt, die für eine komplette Serienfertigung der entsprechenden Brennkraftmaschinen Gültigkeit finden. Die Adaption der Klopfregelung wird dann in der Nutzungsphase der jeweiligen Brennkraftmaschine aus dieser Serienfertigung durchgeführt. Innerhalb dieses Ausführungsbeispiels wird die Vorgehensweise des Verfahrens an einem bestimmten Betriebspunkt und einem bestimmten Zylinder einer Brennkraftmaschine beschrieben.The method according to the invention for adapting a knock control includes several method steps which are divided into a development phase and a use phase of the internal combustion engine. During the development phase, engine control device data is carried out using an exemplary internal combustion engine, which is valid for a complete series production of the corresponding internal combustion engines. The adaptation of the knock control is then carried out in the use phase of the respective internal combustion engine from this series production. Within this exemplary embodiment, the procedure of the method is described at a specific operating point and a specific cylinder of an internal combustion engine.

Während der Entwicklungsphase wird für den gewählten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ein Spannungsverlauf eines Klopfpegels (1) mittels eines Klopfsensors in Abhängigkeit vom Zündwinkel (2) bestimmt. In 1 ist dafür ein Diagramm für eine Applikation dargestellt, welches unter anderem einen Klopfpegelverlauf (3) in Abhängigkeit des Zündwinkels (2) zeigt. Der Zündwinkel (2) ist auf einer Abszissenachse (4) und der Klopfpegel (1) auf einer Ordinatenachse (5) aufgetragen. Für die Bestimmung des Spannungsverlaufs wird eine Verstellung des Zündwinkels (2) vorgenommen und der entsprechende Klopfpegel (1) als Spannungssignal des Klopfsensors gemessen. Der sich dadurch ergebende Klopfpegelverlauf (3) wird dann durch eine Klopfpegelausgleichsfunktion (6), die hier beispielhaft als Polynom vierten Grades ausgeführt ist, beschrieben. Für die genaue Bestimmung der Klopfpegelausgleichsfunktion (6) müssen zumindest so viele Messwerte (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zur Verfügung stehen, wie für die Bestimmung der Parameter der Ausgleichsfunktion notwendig sind. Gleichzeitig zur Ermittlung des Klopfpegelverlaufs (3) wird eine Klopfstärke (7), die mittels eines Zylinderdrucksensors aufgenommen wird, in Abhängigkeit vom Zündwinkel (2) zu einem Klopfstärkeverlauf (8) erfasst. Dadurch kann überprüft werden, ob der durch den Klopfsensor gemessene Klopfpegelverlauf (3) repräsentativ für den gemessenen Klopfstärkeverlauf (8) ist. Anhand einer zugeordneten Klopfstärkeausgleichsfunktion (9), welche analog zur Klopfpegelausgleichsfunktion (6) bestimmt wird, kann eine vorbestimmte Klopfgrenze durch eine Grenzklopfstärke (10) festgelegt werden, so dass sich auch ein Grenzklopfpegel (11) ergibt.During the development phase, a voltage curve of a knock level ( 1 ) by means of a knock sensor depending on the ignition angle ( 2 ) certainly. In 1 a diagram for an application is shown, which among other things shows a knock level curve ( 3 ) depending on the ignition angle ( 2 ) shows. The ignition angle ( 2 ) is on an abscissa axis ( 4th ) and the knock level ( 1 ) on an ordinate axis ( 5 ) applied. To determine the voltage curve, an adjustment of the ignition angle ( 2 ) and the corresponding knock level ( 1 ) measured as a voltage signal from the knock sensor. The resulting knock level curve ( 3 ) is then compensated for by a knock level function ( 6 ), which is executed here as an example of a polynomial of the fourth degree. For the exact determination of the knock level compensation function ( 6 ) must at least as many measured values ( 6a , 6b , 6c , 6d , 6e) are available, as are necessary for the determination of the parameters of the compensation function. Simultaneously to the determination of the knock level curve ( 3 ) becomes a knock strength ( 7th ), which is recorded by means of a cylinder pressure sensor, depending on the ignition angle ( 2 ) to a knock strength curve ( 8th ) detected. This can be used to check whether the course of the knock level measured by the knock sensor ( 3 ) representative of the measured knock intensity curve ( 8th ) is. Using an assigned knock intensity compensation function ( 9 ), which is analogous to the knock level compensation function ( 6 ) is determined, a predetermined knock limit can be determined by a limit knock intensity ( 10 ) so that a limit knock level ( 11 ) results.

Durch eine mathematische Ableitung der Klopfpegelausgleichsfunktion (6) nach dem Zündwinkel wird zudem ein Gradientenverlauf (12) des Klopfpegelverlaufs (3) berechnet. Dadurch steht für die Klopfgrenze neben dem Grenzklopfpegel (11) auch ein Klopfpegelgradient der Klopfgrenze zur Verfügung, der als Grenzklopfpegelgradient (13) in einem Motorsteuergerät jeder Brennkraftmaschine der Serienfertigung abgelegt wird.A mathematical derivation of the knock level compensation function ( 6 ) after the ignition angle, a gradient curve ( 12th ) of the knock level curve ( 3 ) calculated. This means that the knock limit is next to the limit knock level ( 11 ) a knock level gradient of the knock limit is also available, which is used as a limit knock level gradient ( 13th ) is stored in an engine control unit of each internal combustion engine in series production.

Eine Korrektur des Grenzklopfpegels (11) als Klopfpegelsollwert für die Klopfregelung wird während der Nutzungsphase einer individuellen Brennkraftmaschine im Fahrzeug ermittelt, sobald die Bedingungen dafür erfüllt sind. Dazu wird für die individuelle Brennkraftmaschine ein brennkraftmaschinenindividueller Klopfpegelverlauf (14) über Zündwinkel (2) ermittelt. 2 zeigt dafür ein Diagramm für eine Adaption analog zum Diagramm in 1. Der brennkraftmaschinenindividuelle Klopfpegelverlauf (14) wird durch eine brennkraftmaschinenindividuelle Klopfpegelausgleichsfunktion (15) beschrieben, deren Ableitung einen brennkraftmaschinenindividuellen Gradientenverlauf (16) des brennkraftmaschinenindividuellen Klopfpegelverlaufs (14) darstellt. Der brennkraftmaschinenindividuelle Gradientenverlauf (16) weicht dabei durch Serienstreuungen und Verschleißerscheinungen sowie durch Unterschiede in der Signalverarbeitung vom Gradientenverlauf (12), der während der Entwicklung der Brennkraftmaschine ermittelt wurde, ab. Für einen Grenzzündwinkel (17), für welchen der Gradient des brennkraftmaschinenindividuellen Klopfpegelverlaufs (14) gleich dem Grenzklopfpegelgradienten (13) ist, oder sich innerhalb einer bestimmten Toleranz befindet, wird anhand des brennkraftmaschinenindividuellen Klopfpegelverlaufs (14) ein brennkraftmaschinenindividueller Grenzklopfpegel (18) bestimmt, welcher die brennkraftmaschinenindividuelle Grenzklopfstärke (19) und somit die brennkraftmaschinenindividuelle Klopfgrenze darstellt. Trotz unterschiedlichem Klopfpegelverlauf (3) und brennkraftmaschinenindividuellem Klopfpegelverlauf (14) muss die brennkraftmaschinenindividuelle Grenzklopfstärke (19) gleich der Grenzklopfstärke (10) sein. Damit ist die Funktionstüchtigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.A correction of the limit knock level ( 11 ) as the knock level setpoint for the knock control is determined during the use phase of an individual internal combustion engine in the vehicle as soon as the conditions for it are met. For this purpose, a knock level profile for the individual internal combustion engine ( 14th ) via ignition angle ( 2 ) determined. 2 shows a diagram for an adaptation analogous to the diagram in 1 . The internal combustion engine-specific knock level curve ( 14th ) is controlled by an internal combustion engine-specific knock level compensation function ( 15th ), the derivation of which is an internal combustion engine-specific gradient curve ( 16 ) of the internal combustion engine-specific knock level curve ( 14th ) represents. The internal combustion engine-specific gradient curve ( 16 ) deviates from the gradient curve due to series variations and signs of wear and tear as well as differences in signal processing ( 12th ), which was determined during the development of the internal combustion engine. For a limit ignition angle ( 17th ), for which the gradient of the engine-specific knock level curve ( 14th ) equal to the limit knock level gradient ( 13th ), or is within a certain tolerance, is based on the internal combustion engine-specific knock level curve ( 14th ) an internal combustion engine-specific knock level limit ( 18th ) determines which engine-specific limit knock strength ( 19th ) and thus represents the engine-specific knock limit. Despite different knock levels ( 3 ) and internal combustion engine-specific knock level curve ( 14th ) the internal combustion engine-specific limit knock strength ( 19th ) equal to the limit knock strength ( 10 ) be. The functionality of the method according to the invention is thus shown.

Die Differenz aus dem Grenzklopfpegel (11), der in vorteilhafter Weise aus einer ausreichenden Stichprobe von Brennkraftmaschinen der Serienfertigung ermittelt wurde, und dem brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegel (18) stellt die Korrektur des Grenzklopfpegels (11) zum brennkraftmaschinenindividuellen Grenzklopfpegel (18) für eine Klopfregelung dar und wird im Motorsteuergerät abgelegt. Anhand der so ermittelten Adaption wird die Klopfregelung mittels eines PID-Reglers durchgeführt.The difference from the limit knock level ( 11 ), which was advantageously determined from a sufficient sample of internal combustion engines in series production, and the internal combustion engine-specific knock level limit ( 18th ) represents the correction of the limit knock level ( 11 ) to the engine-specific limit knock level ( 18th ) for knock control and is stored in the engine control unit. On the basis of the adaptation determined in this way, the knock control is carried out by means of a PID controller.

Alternativ kann der brennkraftmaschinenindividuelle Grenzklopfpegel (18) redundant zum Grenzklopfpegel (11) in dem Motorsteuergerät abgelegt werden. Der allgemeingültige Grenzklopfpegel (11) wird nicht gelöscht, um bei Fehlfunktionen stets eine sichere Rückfallebene bereitzustellen.Alternatively, the engine-specific knock level limit ( 18th ) redundant to the limit knock level ( 11 ) can be stored in the engine control unit. The general limit knock level ( 11 ) is not deleted in order to always provide a safe fallback level in the event of malfunctions.

Das in diesem Ausführungsbeispiel für einen bestimmten Betriebspunkt und einen bestimmten Zylinder beschriebene Verfahren wird für eine Applikation und Adaption der Klopfregelung mehrfach durchgeführt, um innerhalb des Betriebsbereiches und für alle Zylinder der Brennkraftmaschine zumindest ausreichend viele Sollwerte zu erhalten, um einen verbesserten Betrieb der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.The method described in this exemplary embodiment for a certain operating point and a certain cylinder is carried out several times for an application and adaptation of the knock control in order to obtain at least enough setpoint values within the operating range and for all cylinders of the internal combustion engine to enable improved operation of the internal combustion engine .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KlopfpegelKnock level
22
ZündwinkelIgnition angle
33
KlopfpegelverlaufKnock level curve
44th
AbszissenachseAbscissa axis
55
OrdinatenachseOrdinate axis
66
KlopfpegelausgleichsfunktionKnock level compensation function
6a, 6b, 6c, 6d, 6e6a, 6b, 6c, 6d, 6e
MesswerteReadings
77th
KlopfstärkeKnock strength
88th
KlopfstärkeverlaufKnock strength curve
99
KlopfstärkeausgleichsfunktionKnock intensity compensation function
1010
GrenzklopfstärkeLimit knock strength
1111
GrenzklopfpegelLimit knock level
1212th
GradientenverlaufGradient curve
1313th
GrenzklopfpegelgradientLimit knock level gradient
1414th
brennkraftmaschinenindividueller KlopfpegelverlaufInternal combustion engine-specific knock level curve
1515th
brennkraftmaschinenindividuelle KlopfpegelausgleichsfunktionInternal combustion engine-specific knock level compensation function
1616
brennkraftmaschinenindividueller GradientenverlaufInternal combustion engine-specific gradient course
1717th
GrenzzündwinkelLimit ignition angle
1818th
brennkraftmaschinenindividueller GrenzklopfpegelInternal combustion engine-specific limit knock level
1919th
brennkraftmaschinenindividuelle GrenzklopfstärkeInternal combustion engine-specific limit knock strength

Claims (9)

Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine zur Bestimmung eines brennkraftmaschinenindividuellen und betriebspunktindividuellen Klopfpegelsollwertes für die Klopfregelung, - indem beim Betrieb der Brennkraftmaschine für wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine eine Zündwinkelvariation durchgeführt wird, um eine Lage einer Klopfgrenze in Abhängigkeit von einem Klopfpegel zu bestimmen, wobei Körperschallwellen der Brennkraftmaschine durch zumindest einen Klopfsensor erfasst und als Klopfpegel ausgegeben werden, - die während der Zündwinkelvariation ermittelten Messwerte für Klopfpegel in Abhängigkeit vom Zündwinkel zur Bestimmung von Klopfpegelgradienten in Abhängigkeit vom Zündwinkel verwendet werden, - und der brennkraftmaschinenindividuelle und betriebspunktindividuelle Klopfpegelsollwert dem Klopfpegel eines bestimmten Zündwinkels gleichgesetzt wird, bei welchem der Klopfpegelgradient einem Grenzklopfpegelgradienten entspricht.Method for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine for Determination of an internal combustion engine-specific and operating point-specific knock level setpoint for knock control, - by performing an ignition angle variation for at least one cylinder of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine in order to determine a position of a knock limit as a function of a knock level, with structure-borne sound waves of the internal combustion engine being detected and are output as knock level, - the measured values determined during the ignition angle variation for knock levels depending on the ignition angle are used to determine knock level gradients depending on the ignition angle, - and the internal combustion engine-specific and operating point-specific knock level setpoint is equated to the knock level of a specific ignition angle, at which level the knock level gradient is a limit knocking level corresponds. Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Zündwinkelvariation ermittelten Messwerte für Klopfpegel in Abhängigkeit vom Zündwinkel durch eine Klopfpegelausgleichsfunktion abgebildet werden und anhand der Klopfpegelausgleichsfunktion der Klopfpegelgradient in Abhängigkeit vom Zündwinkel ermittelt wird.Method for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine according to Claim 1 , characterized in that the measured values for knock levels determined during the ignition angle variation are mapped by a knock level compensation function and the knock level gradient is determined as a function of the ignition angle using the knock level compensation function. Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vordefinierter Klopfpegelsollwert anhand des brennkraftmaschinenindividuellen Klopfpegelsollwerts korrigiert wird.Method for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a predefined knock level setpoint is corrected on the basis of the internal combustion engine-specific knock level setpoint. Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzklopfpegelgradient dem Klopfpegelgradienten eines bestimmten Zündwinkels gleichgesetzt wird, bei welchem eine Klopfstärke einer Grenzklopfstärke entspricht, wobei der Verlauf der Klopfstärke in Abhängigkeit vom Zündwinkel durch eine Zylinderdruckmessung während der Zündwinkelvariation ermittelt wird.Method for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine, according to one of the preceding claims, characterized in that the limit knock level gradient is set equal to the knock level gradient of a certain ignition angle at which a knock intensity corresponds to a limit knock intensity, the course of the knock intensity depending on the ignition angle by a cylinder pressure measurement is determined during the ignition angle variation. Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Klopfpegelausgleichsfunktion eine Polynomfunktion wenigstens zweiten Grades verwendet wird.Method for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a polynomial function of at least the second degree is used as the knock level compensation function. Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündwinkelvariation anhand einer vordefinierten Zündwinkelsequenz durchgeführt wird, wobei die Zündwinkelsequenz betriebspunktindividuell vorgegeben werden kann.Method for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine, according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition angle variation is carried out on the basis of a predefined ignition angle sequence, wherein the ignition angle sequence can be specified individually for each operating point. Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der brennkraftmaschinenindividuelle Klopfpegelsollwert in einem Motorsteuergerät abgelegt und als Sollwertvorgabe eines PID-Reglers für eine Klopfregelung verwendet wird.Method for adapting a knock control for an externally ignited internal combustion engine, according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine-specific knock level setpoint is stored in an engine control unit and used as a setpoint specification of a PID controller for knock control. Verfahren zur Adaption einer Klopfregelung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, wobei sich die für das Verfahren notwendigen Verfahrensschritte auf eine Entwicklungsphase und eine Nutzungsphase der Brennkraftmaschine aufteilen, wobei während der Entwicklungsphase anhand einer exemplarischen Brennkraftmaschine wenigstens ein vordefinierter betriebspunktindividueller Klopfpegelsollwert und wenigstens ein betriebspunktindividueller Grenzklopfpegelgradient bestimmt wird, welche für eine komplette Serienfertigung der entsprechenden Brennkraftmaschinen Gültigkeit finden und als Grundbedatung in einem Motorsteuergerät gespeichert werden, und in der Nutzungsphase der jeweiligen individuellen Brennkraftmaschine aus dieser Serienfertigung der vordefinierte Klopfpegelsollwert anhand eines brennkraftmaschinenindividuellen Klopfpegelsollwerts korrigiert wird, welcher während des Betriebs der Brennkraftmaschine ermittelt wurde.Method for adapting a knock control for a spark-ignition internal combustion engine, the process steps necessary for the method being divided into a development phase and a use phase of the internal combustion engine, with at least one predefined knock level setpoint and at least one operating point-specific knock level gradient being determined on the basis of an exemplary internal combustion engine for a complete series production of the corresponding internal combustion engines are valid and are stored as basic data in an engine control unit, and in the usage phase of the respective individual internal combustion engine from this series production, the predefined knock level setpoint is corrected using an internal combustion engine-specific knock level setpoint that was determined during operation of the internal combustion engine. Vorrichtung, die eingerichtet ist, eines der Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bis 8 auszuführen.Device that is set up, one of the methods according to Claim 1 to 8th execute.
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