EP4684119A1 - Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs, sowie verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs, sowie verbrennungskraftmaschine

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EP4684119A1
EP4684119A1 EP24708714.1A EP24708714A EP4684119A1 EP 4684119 A1 EP4684119 A1 EP 4684119A1 EP 24708714 A EP24708714 A EP 24708714A EP 4684119 A1 EP4684119 A1 EP 4684119A1
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EP
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combustion
internal combustion
irregular
combustion engine
value
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Application number
EP24708714.1A
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English (en)
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Inventor
Rene Weiss
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Publication of EP4684119A1 publication Critical patent/EP4684119A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle.
  • DE 102011 012 722 B4 discloses a method for detecting abnormal combustion in a spark-ignition engine that is provided with a vibration sensor for detecting vibration of the engine or a cylinder pressure sensor for detecting a cylinder pressure of the engine.
  • EP 3 029 301 B1 discloses a method for operating at least one functional unit of a motor vehicle.
  • DE 102013202 654 B4 discloses a method for operating an engine.
  • DE 102010 005646 B4 discloses a method for controlling a drive train that includes an internal combustion engine with a combustion chamber.
  • DE 10 2019 113 359 A1 also discloses a method for operating an engine.
  • a button determination device for an internal combustion engine is known from DE 102006 007 876 A1.
  • the object of the present invention is to provide a method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, and an internal combustion engine, so that a particularly advantageous operation of the internal combustion engine can be realized.
  • a first aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular an engine that can also be easily used as a vehicle referred to as motor vehicle.
  • the motor vehicle in its fully manufactured state has the internal combustion engine and can be driven by means of the internal combustion engine, wherein, for example, in the method the motor vehicle is driven by means of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is operated in its fired operation.
  • at least one irregular combustion taking place in at least one combustion chamber which is also referred to as abnormal combustion, is detected by means of at least one sensor, for example designed as a knock sensor and also referred to as a knock sensor.
  • combustion processes take place in the at least one combustion chamber, in particular in such a way that within a respective working cycle of the internal combustion engine, in particular exactly one of the combustion processes takes place.
  • a respective fuel-air mixture also simply referred to as a mixture
  • the mixture comprises at least air and, for example, liquid or gaseous fuel.
  • the respective mixture is ignited at an ignition point, in particular by means of an ignition device designed, for example, as a spark plug and assigned to the at least one combustion chamber, in particular such that at least one ignition spark is generated by means of the ignition device at the ignition point, by means of which the respective mixture is ignited and subsequently burned.
  • the at least one combustion chamber is partially formed by a cylinder and partially by a piston of the internal combustion engine accommodated in the cylinder so as to be translationally movable, that is to say in particular directly delimited.
  • the cylinder is formed by a cylinder housing of the internal combustion engine, designed, for example, as a cylinder crankcase, wherein the piston is translationally movable relative to the cylinder housing.
  • the at least one combustion chamber is partially formed, for example, by a combustion chamber roof, that is to say in particular directly delimited, wherein, for example, the combustion chamber roof is formed by a housing element of the internal combustion engine, in particular a cylinder head, which is designed separately from the cylinder housing and connected to the cylinder housing.
  • the internal combustion engine is thus preferably designed as a reciprocating piston engine or as a reciprocating piston machine.
  • the combustion processes can drive an output shaft of the internal combustion engine, for example in the form of a crankshaft, which can provide torques via its output shaft, in particular for driving the motor vehicle.
  • the piston is connected to the Output shaft coupled, whereby the combustion processes drive the piston and thus the output shaft via the connecting rod.
  • the internal combustion engine is designed as a four-stroke engine, so that the respective working cycle comprises exactly two complete revolutions, thus exactly seven hundred and twenty degrees crank angle of the output shaft.
  • the internal combustion engine in principle, it would be conceivable for the internal combustion engine to be designed as a two-stroke engine, so that the respective working cycle then comprises exactly two complete revolutions, thus exactly three hundred and sixty degrees crank angle of the output shaft. Since the respective mixture is ignited at the ignition time and thus externally ignited, the internal combustion engine is designed as an externally ignited internal combustion engine such as a gasoline engine.
  • the ignition timing of the at least one combustion chamber is retarded and thereby changed from a first value to a second value depending on the detection of the at least one irregular combustion.
  • the ignition timing at which the respective mixture is ignited within the respective working cycle in the at least one combustion chamber is retarded and thus changed from the first value to the second value.
  • the method is carried out by means of the electronic computing device.
  • the sensor provides, for example, a signal, in particular an electrical signal, which characterizes the at least one irregular combustion detected by the sensor.
  • the electronic computing device can, for example, receive the signal and thus retard the ignition timing depending on the signal and thus depending on the detected at least one irregular combustion.
  • the second value of the ignition point in particular after the ignition point has been changed to the second value, is maintained over at least 150 working cycles of the internal combustion engine, in particular continuously and thus without interruption, i.e. without changing the ignition point, and only after the expiration of the at least 150 working cycles, i.e. only after the at least 150 working cycles have expired, and thus have taken place, is changed from the second value back to the first value and thereby adjusted again to an earlier point, even if before the expiration of the at least 150 working cycles, i.e.
  • irregular combustions taking place in at least one combustion chamber are not detected.
  • the ignition timing is retarded for a longer period, and therefore kept at the second value, so that irregular combustions in at least one combustion chamber or a number of irregular combustions in the combustion chamber and thus excessive wear and tear on the internal combustion engine can be reliably avoided.
  • knocking i.e. knocking combustion and/or so-called super knocking and/or pre-ignition are considered to be irregular combustion.
  • pre-ignition the mixture ignites before the actual ignition timing, which can result in very high pressure and a very high pressure amplitude in the combustion chamber.
  • Knocking is a normal knocking sound that can occur when a combustion chamber surface melts on the piston and valves.
  • pre-ignition and super-knocking are harder in terms of pressure and maximum pressure amplitudes.
  • pre-ignition and super-knocking result in higher pressures and pressure amplitudes and thus in hard mechanical impacts and possibly even breakages of the internal combustion engine.
  • one embodiment of the invention provides that the ignition timing is changed from the second value to the first value and thus advanced again if and only if, in particular by means of the electronic computing device, irregular combustions taking place in the at least one combustion chamber are not detected within the at least 150 working cycles.
  • the at least one irregular combustion is detected as the first irregular combustion by means of the sensor.
  • at least a second irregular combustion taking place in the combustion chamber is detected by means of the sensor.
  • the first irregular combustion is assigned to a first type of combustion and the at least one second irregular combustion is assigned to a second type of combustion that is different from the first type of combustion, in particular by means of the electronic computing device.
  • a first number of irregular combustions that have taken place in the combustion chamber and are detected by means of the sensor and are assigned to the first type of combustion is determined, and in particular by means of the electronic computing device, a second number of irregular combustions that have taken place in the combustion chamber and are detected by means of the sensor and are assigned to the second type of combustion is determined.
  • the ignition point of the at least one combustion chamber is retarded and thereby changed from the first value to the second value, in particular when and preferably only when or only when at least one of the numbers exceeds a predetermined threshold value that is stored, for example, in an electrical or electronic memory of the electronic computing device and is greater than zero.
  • a first integrator which characterizes or is the first number
  • the first integrator is a first counter that counts the irregular combustions assigned to the first type of combustion.
  • a second integrator which characterizes the second number
  • the second integrator is a second counter that counts the irregular combustions assigned to the second type of combustion.
  • the respective integrator is incremented when an irregular combustion detected by the sensor that is taking place or has taken place in the combustion chamber is assigned to the respective type of combustion force. If, for example, at least one of the integrators or counters exceeds the threshold value, also simply referred to as the threshold, the ignition timing is retarded, i.e. shifted later.
  • the ignition timing is also called the ignition angle, since the ignition timing within the respective working cycle coincides with a rotational position of the output shaft, which is in the rotational position at the ignition timing.
  • the internal combustion engine has several and thus at least two combustion chambers, namely the at least one combustion chamber as the first combustion chamber and at least one second combustion chamber, whereby the previous and following statements regarding the at least one combustion chamber, and thus the first combustion chamber, can also be applied to the second combustion chamber and vice versa.
  • a retarding adjustment of the ignition timing is preferably provided for each combustion chamber, in particular for each cylinder, so that, for example, the ignition timing of the at least one combustion chamber (first combustion chamber) is retarding, while the ignition timing of the second combustion chamber is not adjusted.
  • the adjustment of the ignition timing to the advanced stage i.e. the change of the ignition timing from the second value back to the first value, is also referred to as ramping back, which is carried out, for example, by means of a temporal decrement, in particular of the respective integrator.
  • ramping back is carried out, for example, by means of a temporal decrement, in particular of the respective integrator.
  • the adjustment of the ignition timing to the retard stage is maintained for significantly longer in the method according to the invention, so that particularly advantageous operation can be ensured.
  • a second aspect of the invention relates to an internal combustion engine, also referred to as an internal combustion motor or internal combustion engine, which is designed to carry out a method according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle.
  • Fig. 2 is a block diagram illustrating a method for
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 1, also referred to as a motor, internal combustion engine or internal combustion engine, of a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle, which can be driven by means of the internal combustion engine 1.
  • an internal combustion engine 1 also referred to as a motor, internal combustion engine or internal combustion engine
  • a motor vehicle also simply referred to as a vehicle, which can be driven by means of the internal combustion engine 1.
  • Fig. 2 shows a block diagram to illustrate a method for operating the internal combustion engine 1, which is operated in a fired mode in the method.
  • the internal combustion engine drives the motor vehicle during the method, that is to say during the method.
  • the internal combustion engine 1 is designed as a reciprocating piston engine, and therefore as a reciprocating piston machine, and has at least two combustion chambers 2 and 3, wherein the respective combustion chamber 2, 3 is partially delimited by a respective cylinder 4, 5 of the internal combustion engine.
  • the cylinders 4 and 5 are formed by a cylinder housing 6 of the internal combustion engine 1, which is designed, for example, as a cylinder crankcase.
  • a respective piston is accommodated in the respective cylinder 4, 5 so that it can move translationally, which piston can thus move translationally relative to the cylinder housing 6.
  • the combustion chamber 2 is partially delimited by the piston accommodated in the cylinder 4, and the combustion chamber 3 is partially delimited by the piston accommodated in the cylinder 5.
  • the respective piston is coupled in an articulated manner to an output shaft 7 of the internal combustion engine 1 via a respective connecting rod, wherein the output shaft 7 is rotatable relative to the cylinder housing 6.
  • combustion processes take place in the respective combustion chamber 2, 3, whereby the pistons and thus the output shaft 7 designed as a crankshaft are driven via the connecting rods.
  • the output shaft 7 is thereby rotated relative to the cylinder housing 6.
  • the internal combustion engine 1 can provide torques for driving the motor vehicle via the output shaft 7.
  • one of the combustion processes takes place, in particular precisely, in the respective combustion chamber 2, 3.
  • a respective fuel-air mixture also referred to as a mixture
  • a respective fuel-air mixture is ignited at an ignition point and thereby burned, so that the respective mixture is ignited within the respective working cycle at the respective ignition point within the respective working cycle.
  • a first step S1 of the method at least one irregular combustion taking place in the combustion chamber 2 is detected by means of at least one sensor 8, shown particularly schematically in Fig. 1.
  • the ignition point of the combustion chamber 2 i.e. the ignition point at which the respective mixture in the combustion chamber 2 is ignited and subsequently burned within the respective working cycle, is retarded and thereby changed from a first value to a second value.
  • the ignition point coincides with a rotational position of the output shaft 7, which is in the rotational position mentioned at the ignition point within the respective working cycle.
  • the ignition point is therefore also referred to as the ignition angle.
  • the electronic computing device 9, also referred to as a control unit or designed as a control unit is a component of the internal combustion engine 1.
  • the method provides that the second value of the ignition point is maintained over at least 150 working cycles of the internal combustion engine 1 and is only changed from the second value to the first value after the expiration of the at least 150 working cycles, in particular by means of the electronic computing device 9, and is thereby adjusted back to an earlier point, even if irregular combustions taking place in the combustion chamber 2 are not detected before the expiration, i.e. before the end of the at least 150 working cycles.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (1), bei welchem mittels wenigstens eines Sensors (8) wenigstens eine in wenigstens einem Brennraum (2) der Verbrennungskraftmaschine (1) stattfindende, irreguläre Verbrennung erfasst wird. In Abhängigkeit von dem Erfassen der wenigstens einen irregulären Verbrennung wird ein Zündzeitpunkt des wenigstens einen Brennraums (2) nach spät verstellt und dadurch von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert verändert. Der zweite Wert des Zündzeitpunkts wird über wenigstens 150 Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine (1) beibehalten und erst nach Ablauf der wenigstens 150 Arbeitsspiele von dem zweiten Wert auf den ersten Wert verändert und dadurch nach früh verstellt, auch wenn schon vor Ablauf der wenigstens 150 Arbeitsspiele ein Erfassen von in dem wenigstens einen Brennraum (2) stattfindenden, irregulären Verbrennungen unterbleibt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Der DE 102011 012 722 B4 ist ein Verfahren zum Detektieren anomaler Verbrennung in einem Fremdzündungsmotor als bekannt zu entnehmen, der mit einem Vibrationssensor zum Detektieren von Vibration des Motors oder einem Zylinderdrucksensor zum Detektieren eines Zylinderdrucks des Motors versehen ist. Die EP 3 029 301 B1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs. Aus der DE 102013202 654 B4 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Motors bekannt. Der DE 102010 005646 B4 ist ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs als bekannt zu entnehmen, der einen Verbrennungsmotor mit einem Brennraum umfasst. Außerdem offenbart die DE 10 2019 113 359 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Motors. Des Weiteren ist aus der DE 102006 007 876 A1 eine Knopfbestimmungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass beispielsweise das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, wobei beispielsweise bei dem Verfahren das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei dem Verfahren die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb betrieben wird. Bei dem Verfahren wird mittels wenigstens eines beispielsweise als Klopfsensor ausgebildet und auch als Klopfsensor bezeichneten Sensors wenigstens eine in wenigstens einem Brennraum stattfindende, irreguläre Verbrennung, welche auch als anormale Verbrennung bezeichnet wird, erfasst. Bei dem befeuerten Betrieb laufen in dem wenigstens einen Brennraum Verbrennungsvorgänge ab, insbesondere derart, dass innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine jeweils, insbesondere genau, einer der Verbrennungsvorgänge abläuft. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein jeweiliges, einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, wobei das Gemisch zumindest Luft und beispielsweise flüssigen oder aber gasförmigen Kraftstoff umfasst. Insbesondere ist es vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine das jeweilige Gemisch zu einem Zündzeitpunkt gezündet wird, insbesondere mittels einer beispielsweise als Zündkerze ausgebildeten, dem wenigstens einen Brennraum zugeordneten Zündeinrichtung, insbesondere derart, dass mittels der Zündeinrichtung zu dem Zündzeitpunkt wenigstens ein Zündfunke erzeugt wird, mittels welchem das jeweilige Gemisch gezündet und in der Folge verbrannt wird. Beispielsweise ist der wenigstens eine Brennraum teilweise durch einen Zylinder und teilweise durch einen translatorisch bewegbar in dem Zylinder aufgenommenen Kolben der Verbrennungskraftmaschine gebildet, das heißt insbesondere direkt begrenzt. Beispielsweise ist der Zylinder durch ein beispielsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildetes Zylindergehäuse der Verbrennungskraftmaschine gebildet, wobei der Kolben relativ zu dem Zylindergehäuse translatorisch bewegbar ist. Ferner ist der wenigstens eine Brennraum beispielsweise teilweise durch ein Brennraumdach gebildet, das heißt insbesondere direkt begrenzt, wobei beispielsweise das Brennraumdach durch ein separat von dem Zylindergehäuse ausgebildetes und mit dem Zylindergehäuse verbundenes Gehäuseelement, insbesondere einen Zylinderkopf, der Verbrennungskraftmaschine gebildet ist. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise als ein Hubkolbenmotor beziehungsweise als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet. Durch die Verbrennungsvorgänge kann eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden, welche über ihre Abtriebswelle Drehmomente, insbesondere zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, bereitstellen kann. Hierfür ist beispielsweise der Kolben über ein Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle gekoppelt, wobei durch die Verbrennungsvorgänge der Kolben und somit über das Pleuel die Abtriebswelle angetrieben werden. Beispielsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als ein Vier-Takt-Motor ausgebildet, sodass das jeweilige Arbeitsspiel genau zwei vollständige Umdrehungen, mithin genau siebenhundertzwanzig Grad Kurbelwinkel der Abtriebswelle umfasst. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine als ein Zwei-Takt-Motor ausgebildet ist, sodass das jeweilige Arbeitsspiel dann genau zwei vollständige Umdrehungen, mithin genau dreihundertsechzig Grad Kurbelwinkel der Abtriebswelle umfasst. Da das jeweilige Gemisch zu dem Zündzeitpunkt gezündet und somit fremdgezündet wird, ist die Verbrennungskraftmaschine als eine fremdgezündete Brennkraftmaschine wie beispielsweise als ein Ottomotor ausgebildet.
Bei dem Verfahren wird, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, in Abhängigkeit von dem Erfassen der wenigstens einen irregulären Verbrennung der Zündzeitpunkt des wenigstens einen Brennraums nach spät verstellt und dadurch von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert verändert. Dies bedeutet, dass der Zündzeitpunkt, zu welchem das jeweilige Gemisch innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in dem wenigstens einen Brennraum gezündet wird, nach spät verstellt und somit von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert wird. Insbesondere wird das Verfahren mittels der elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt. Der Sensor stellt beispielsweise ein, insbesondere elektrisches, Signal bereit, welches die mittels des Sensors erfasste, wenigstens eine irreguläre Verbrennung charakterisiert. Die elektronische Recheneinrichtung kann beispielsweise das Signal empfangen und somit in Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von dem erfassten der wenigstens einen irregulären Verbrennung den Zündzeitpunkt nach spät verstellen.
Um nun einen besonders vorteilhaften, insbesondere eines besonders effiziente und/oder verschleißarmen, Betrieb, insbesondere befeuerten Betrieb, der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Wert des Zündzeitpunkts, insbesondere nachdem der Zündzeitpunkt auf den zweiten Wert verändert wurde, über wenigstens 150 Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere durchgehend und somit unterbrechungsfrei, das heißt ohne den Zündzeitpunkt zu ändern, beibehalten und erst nach Ablauf der wenigstens 150 Arbeitsspiele, das heißt erst nachdem die wenigstens 150 Arbeitsspiele abgelaufen sind, mithin stattgefunden haben, von dem zweiten Wert zurück auf den ersten Wert verändert und dadurch wieder nach früh verstellt wird, auch wenn schon vor Ablauf der wenigstens 150 Arbeitsspiele, das heißt vor Ende der wenigstens 150 Arbeitsspiele ein Erfassen von in dem wenigstens einen Brennraum stattfindenden, irregulären Verbrennungen unterbleibt. Dies bedeutet, dass im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen der Zündzeitpunkt länger nach spät verstellt gehalten wird, mithin auf dem zweiten Wert gehalten wird, sodass irreguläre Verbrennungen in dem wenigstens einen Brennraum beziehungsweise eine Anzahl von irregulären Verbrennungen in dem Brennraum und somit ein übermäßig verschleißbehafteter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sicher vermieden werden können. Als irreguläre Verbrennung wird beispielsweise ein Klopfen, das heißt eine klopfende Verbrennung und/oder ein sogenanntes Superklopfen und/oder eine Vorentflammung angesehen. Bei einer Vorentflammung kommt es zur einer Entflammung des Gemisches vor dem eigentlichen Zündzeitpunkt, woraus in dem Brennraum ein sehr hoher Druck und eine sehr hohe Druckamplitude resultieren können. Bei dem Superklopfen findet eine Entflammung des Gemisches nach dem eigenen Zündzeitpunkt statt und hat eine hohe Druckamplitude zur Folge und es kann sehr verschleißfördernd oder sogar motorschädigend sein und zu harten Schlägen führen. Unter dem Klopfen ist ein übliches, normales Klopfen zu verstehen, durch welches bei einem Schmelzen einer Brennraumoberfläche am Kolben und an Ventilen kommen kann. Die Vorentflammungen und das Superklopfen sind im Unterschied zum normalen Klopfen härter, was Druck und maximale Druckamplituden angeht, mithin kommt es bei Vorentflammungen und Superklopfen im Vergleich zu dem normalen Klopfen zu höheren Drucken und Druckamplituden und somit zu harten mechanischen Schlägen sowie gegebenenfalls sogar Brüchen der Verbrennungskraftmaschine.
Um einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleisten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Zündzeitpunkt dann und nur dann, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, von dem zweiten Wert auf den ersten Wert verändert und somit wieder nach früh verstellt wird, wenn innerhalb der wenigstens 150 Arbeitsspiele ein Erfassen von in dem wenigstens einen Brennraum stattfindenden, irregulären Verbrennungen unterbleibt.
Schließlich hat es sich zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Betriebs der Verbrennungskraftmaschine als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels des Sensors die wenigstens eine irreguläre Verbrennung als erste irreguläre Verbrennung erfasst wird. Beispielsweise wird mittels des Sensors wenigstens eine zweite, in dem Brennraum stattfindende, irreguläre Verbrennung erfasst. Anhand des von dem Sensor bereitgestellten und die erfassten irregulären Verbrennungen charakterisierenden Signals wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, die erste irreguläre Verbrennung einer ersten Verbrennungsart und die wenigstens eine zweite irreguläre Verbrennung einer von der ersten Verbrennungsart unterschiedlichen zweiten Verbrennungsart zugeordnet. Insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird eine erste Anzahl von mittels des Sensors erfassten und der ersten Verbrennungsart zugeordneten, in dem Brennraum abgelaufenen, irregulären Verbrennungen ermittelt, und insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird eine zweite Anzahl von mittels des Sensors erfassten und der zweiten Verbrennungsart zugeordnete, in dem Brennraum abgelaufenen, irregulären Verbrennungen ermittelt. Der Zündzeitpunkt des wenigstens einen Brennraums wird insbesondere dann und vorzugsweise nur dann oder erst dann, nach spät verstellt und dadurch von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert, wenn wenigstens eine der Anzahlen einen vorgegebenen, beispielsweise in einem insbesondere elektrischen oder elektronischen Speicher der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten und gegenüber Null größeren Schwellenwert überschreitet. Mit anderen Worten, wird eine mittels des Sensors erfasste, in dem Brennraum ablaufende, irreguläre Verbrennung der ersten Verbrennungsart zugeordnet, wird beispielsweise ein erster Integrator, welcher die erste Anzahl charakterisiert oder ist, insbesondere um genau 1 , erhöht, so dass der erste Integrator ein erster Zähler ist, welcher die der ersten Verbrennungsart zugeordneten, irregulären Verbrennungen zählt. Wird beispielsweise eine mittels des Sensors erfasste, in dem Brennraum abgelaufene, irreguläre Verbrennung der zweiten Verbrennungsart zugeordnet, wird beispielsweise ein zweiter Integrator, insbesondere um genau 1, erhöht, so dass der zweite Integrator, welcher die zweite Anzahl charakterisiert oder, ein zweiter Zähler ist, welcher die der zweiten Verbrennungsart zugeordneten, irregulären Verbrennungen zählt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird der jeweilige Integrator dann inkrementiert, wenn eine mittels des Sensors erfasste, irreguläre Verbrennung, die in dem Brennraum stattfindet oder stattgefunden hat, der jeweiligen Verbrennungskraftart zugeordnet wird. Überschreitet beispielsweise zumindest einer der Integratoren beziehungsweise Zähler den einfach auch als Schwelle bezeichneten Schwellenwert, so wird der Zündzeitpunkt nach spät verstellt, das heißt nach spät verschoben.
Der Zündzeitpunkt wird auch als Zündwinkel bezeichnet, da der Zündzeitpunkt innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mit einer Drehstellung der Abtriebswelle zusammenfällt, die sich zu dem Zündzeitpunkt in der Drehstellung befindet.
Beispielsweise weist die Verbrennungskraftmaschine mehrere und somit wenigstens zwei Brennräume auf, nämlich den wenigstens einen Brennraum als ersten Brennraum und wenigstens einen zweiten Brennraum, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem wenigstens einen Brennraum, mithin zu dem ersten Brennraum auch auf den zweiten Brennraum übertragen werden können und umgekehrt. Dabei ist vorzugsweise eine brennraumindividuelle, insbesondere eine zylinderindividuelle, Verstellung des Zündzeitpunkts nach spät vorgesehen, so dass beispielsweise der Zündzeitpunkt des wenigstens einen Brennraums (erster Brennraum) nach spät verstellt wird, während eine Verstellung des Zündzeitpunkts des zweiten Brennraums unterbleibt. Dadurch kann brennraumindividuell, insbesondere zylinderindividuell, auf etwaig auftretende, irreguläre Verbrennungen reagiert werden, so dass einerseits ein verschleißarmer und andererseits ein effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden kann.
Das Verstellen des Zündzeitpunkts nach früh, das heißt das Verändern des Zündzeitpunkts von dem zweiten Wert zurück auf den ersten Wert wird auch als Zurückrampen bezeichnet, das beispielsweise über ein zeitliches Dekrementieren, insbesondere des jeweiligen Integrators, erfolgt. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Regelung bei herkömmlichen Lösungen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verstellung des Zündzeitpunkts nach spät wesentlich länger gehalten, so dass ein besonders vorteilhafter Betrieb gewährleistet werden kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine, welche zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs; und
Fig. 2 ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum
Betreiben der Verbrennungskraftmaschine. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine auch als Motor, Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 1 eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine 1 antreibbar ist.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 1, welche bei dem Verfahren in einem befeuerten Betrieb betrieben wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine während des Verfahrens, das heißt bei dem Verfahren das Kraftfahrzeug antreibt. Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist als Hubkolbenmotor, mithin als Hubkolbenmaschine, ausgebildet und weist wenigstens zwei Brennräume 2 und 3 auf, wobei der jeweilige Brennraum 2, 3 durch einen jeweiligen Zylinder 4, 5 der Verbrennungskraftmaschine teilweise begrenzt ist. Die Zylinder 4 und 5 sind durch ein beispielsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildetes Zylindergehäuse 6 der Verbrennungskraftmaschine 1 gebildet. In dem jeweiligen Zylinder 4, 5 ist ein jeweiliger Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, welcher somit relativ zu dem Zylindergehäuse 6 translatorisch bewegbar ist. Der Brennraum 2 ist durch den im Zylinder 4 aufgenommenen Kolben teilweise begrenzt, und der Brennraum 3 ist durch den im Zylinder 5 aufgenommenen Kolben teilweise begrenzt. Der jeweilige Kolben ist über ein jeweiliges Pleuel gelenkig mit einer Abtriebswelle 7 der Verbrennungskraftmaschine 1 gekoppelt, wobei die Abtriebswelle 7 relativ zu dem Zylindergehäuse 6 drehbar ist. In dem befeuerten Betrieb laufen in dem jeweiligen Brennraum 2, 3 Verbrennungsvorgänge ab, wodurch die Kolben und somit über die Pleuel die als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle 7 angetrieben werden. Hierdurch wird die Abtriebswelle 7 relativ zu dem Zylindergehäuse 6 gedreht. Über die Abtriebswelle 7 kann die Verbrennungskraftmaschine 1 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 1 läuft, insbesondere genau, einer der Verbrennungsvorgänge in dem jeweiligen Brennraum 2, 3 ab. Bei dem jeweiligen, innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in dem jeweiligen Brennraum 2, 3 ablaufenden, das heißt stattfindenden Verbrennungsvorgang und somit innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird ein jeweiliges, auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch zu einem Zündzeitpunkt gezündet und dadurch verbrannt, sodass das jeweilige Gemisch innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels zu dem jeweiligen, innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels liegenden Zündzeitpunkt gezündet wird. Im Folgenden wird Bezug genommen auf den Brennraum 2, sodass das zuvor genannte Verfahren insbesondere mit Bezug auf den Brennraum 2 erläutert wird, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zum Brennraum 2 ohne weiteres auch auf den Brennraum 3 übertragen werden können und umgekehrt.
Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird mittels wenigstens eines in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten Sensors 8 wenigstens eine in dem Brennraum 2 stattfindende, irreguläre Verbrennung erfasst. Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird in Abhängigkeit von dem Erfassen der wenigstens einen irregulären Verbrennung, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 9, der Zündzeitpunkt des Brennraums 2, das heißt der Zündzeitpunkt, zu welchem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels das jeweilige Gemisch in dem Brennraum 2 gezündet und in der Folge verbrannt wird, nach spät verstellt und dadurch von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert verändert. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels fällt der Zündzeitpunkt mit einer Drehstellung der Abtriebswelle 7 zusammen, die sich innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels zu dem Zündzeitpunkt in der genannten Drehstellung befindet. Daher wird der Zündzeitpunkt auch als Zündwinkel bezeichnet. Beispielsweise ist die auch als Steuergerät bezeichnete oder als Steuergerät ausgebildete, elektronische Recheneinrichtung 9 Bestandteil der Verbrennungskraftmaschine 1.
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 realisieren zu können, ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass der zweite Wert des Zündzeitpunkts über wenigstens 150 Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine 1 beibehalten und erst nach Ablauf der wenigstens 150 Arbeitsspiele, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 9, von dem zweiten Wert auf den ersten Wert verändert und dadurch zurück nach früh verstellt wird, auch wenn schon vor Ablauf, das heißt vor einem Ende der wenigstens 150 Arbeitsspiele ein Erfassen von in dem Brennraum 2 stattfindenden, irregulären Verbrennungen unterbleibt. Hierdurch können irreguläre, die Verbrennungskraftmaschine 1 übermäßig belastende Verbrennungen vermieden werden oder eine Anzahl von solchen, die Verbrennungskraftmaschine 1 übermäßig belastenden, irregulären Verbrennungen kann insbesondere über die Lebensdauer der Verbrennungskraftmaschine 1 hinweg vorteilhaft gering gehalten werden, sodass ein vorteilhafter verschleißarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 gewährleistet werden kann. Bezugszeichenliste
Verbrennungskraftmaschine
Brennraum
Brennraum
Zylinder
Zylinder
Zylindergehäuse
Abtriebswelle
Sensor elektronische Recheneinrichtung erster Schritt zweiter Schritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (1), bei welchem:
- mittels wenigstens eines Sensors (8) wenigstens eine in wenigstens einem Brennraum (2) der Verbrennungskraftmaschine (1) stattfindende, irreguläre Verbrennung erfasst wird; und
- in Abhängigkeit von dem Erfassen der wenigstens einen irregulären Verbrennung ein Zündzeitpunkt des wenigstens einen Brennraums (2) nach spät verstellt und dadurch von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert verändert wird; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert des Zündzeitpunkts über wenigstens 150 Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine (1) beibehalten und erst nach Ablauf der wenigstens 150 Arbeitsspiele von dem zweiten Wert auf den ersten Wert verändert und dadurch nach früh verstellt wird, auch wenn schon vor Ablauf der wenigstens 150 Arbeitsspiele ein Erfassen von in dem wenigstens einen Brennraum (2) stattfindenden, irregulären Verbrennungen unterbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zündzeitpunkt dann und nur dann von dem zweiten Wert auf den ersten Wert verändert wird, wenn innerhalb der wenigstens 150 Arbeitsspiele ein Erfassen von in dem wenigstens einen Brennraum (2) stattfindenden, irregulären Verbrennungen unterbleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass:
- mittels des Sensors (8) die wenigstens eine irreguläre Verbrennung als erste irreguläre Verbrennung erfasst wird;
- mittels des Sensors (8) wenigstens eine zweite, in dem Brennraum stattfindende, irreguläre Verbrennung erfasst wird;
- anhand eines von dem Sensor (8) bereitgestellten und die erfassten irregulären Verbrennungen charakterisierenden Signals die erste irreguläre Verbrennung einer ersten Verbrennungsart und die wenigstens eine zweite irreguläre Verbrennung einer von der ersten Verbrennungsart unterschiedlichen, zweiten Verbrennungsart zugeordnet wird;
- eine erste Anzahl von mittels des Sensors (8) erfassten und der ersten Verbrennungsart zugeordneten, in dem Brennraum (2) abgelaufenen, irregulären Verbrennungen ermittelt wird;
- eine zweite Anzahl von mittels des Sensors (8) erfassten und der zweiten Verbrennungsart zugeordneten, in dem Brennraum (2) abgelaufenen, irregulären Verbrennungen ermittelt wird; und
- der Zündzeitpunkt des wenigstens einen Brennraums (2) nach spät verstellt und dadurch von dem ersten Wert auf einen zweiten Wert verändert wird, wenn wenigstens eine der Anzahlen einen vorgegebenen, gegenüber Null größeren Schwellenwert überschreitet.
4. Verbrennungskraftmaschine (1), welche zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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