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DE102016223150B3 - Method for determining an ignition point and control device for an internal combustion engine - Google Patents

Method for determining an ignition point and control device for an internal combustion engine Download PDF

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DE102016223150B3
DE102016223150B3 DE102016223150.2A DE102016223150A DE102016223150B3 DE 102016223150 B3 DE102016223150 B3 DE 102016223150B3 DE 102016223150 A DE102016223150 A DE 102016223150A DE 102016223150 B3 DE102016223150 B3 DE 102016223150B3
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DE
Germany
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determined
fuel
combustion
air mixture
internal combustion
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Application number
DE102016223150.2A
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German (de)
Inventor
Florian Freund
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Steuergeräts und solch ein Steuergerät, wobei wenigstens eine Randbedingung zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Brennraum der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei auf Grundlage eines ersten vordefinierten Parameters und der Randbedingung eine Brenndauer und auf Grundlage eines zweiten vordefinierten Parameters ein Zündverzug einer Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Brennraum der Brennkraftmaschine ermittelt werden, wobei auf Grundlage eines gewünschten vordefinierten Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine ein gewünschter Verbrennungsschwerpunkt der Verbrennung ermittelt wird, wobei auf Grundlage der Brenndauer, des Zündverzugs, des gewünschten Verbrennungsschwerpunkts und eines dritten vordefinierten Parameters der gewünschte Zündzeitpunkt zur Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs ermittelt wird, wobei auf Grundlage des ermittelten gewünschten Zündzeitpunkts eine Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs eingeleitet wird.The invention relates to a method for operating a control device and such a control device, wherein at least one boundary condition for combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine is determined, based on a first predefined parameter and the boundary condition, a burning time and based on a second predetermined parameter ignition delay of combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine are determined, based on a desired predefined efficiency of the internal combustion engine, a desired combustion focus of the combustion is determined, based on the burning time, the ignition delay, the desired focus of combustion and a third predefined parameter, the desired ignition timing for ignition of the fuel-air mixture is determined, based on the determined desired ignition timing of an ignition of the Brenns Toff-air mixture is introduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 9.The invention relates to a method according to claim 1 and a control device according to claim 9.

Es ist ein Antriebssystem bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einem Steuergerät bekannt, wobei das Steuergerät die Brennkraftmaschine steuert.It is a drive system consisting of an internal combustion engine and a control unit known, wherein the control unit controls the internal combustion engine.

In der US 2016/0290307 A1 ist ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor beschrieben, das einen Kurbelwinkeldetektor und eine ECU umfasst. Die ECU ist konfiguriert zum: a) Berechnen eines verbrannten Massenanteils; b) Erfassen des Kurbelwinkels, der durch den Kurbelwinkeldetektor erfasst wird, wenn der verbrannte Massenanteil einen vorbestimmten verbrannten Massenanteil erreicht, als ein spezifischer Kurbelwinkel, und c) Steuern von mindestens einer von einer eingespritzten Kraftstoffmenge, eine Ansaugluftmenge oder einer Zündenergie auf der Basis einer ersten Differenz. Der erste Unterschied ist ein Unterschied zwischen einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter. Der erste Parameter ist eine Kurbelwinkelperiode von einer Zündzeit bis zu einem spezifizierten Kurbelwinkel oder ein Korrelation der Kurbelwinkelperiode. Der zweite Parameter ist ein Zielwert der Kurbelwinkelperiode oder ein Zielwert des Korrelationswerts.In the US 2016/0290307 A1 a control unit for an internal combustion engine is described which comprises a crank angle detector and an ECU. The ECU is configured to: a) calculate a mass fraction burned; b) detecting the crank angle detected by the crank angle detector when the burned mass fraction reaches a predetermined burned mass fraction as a specific crank angle, and c) controlling at least one of an injected fuel amount, an intake air amount, and an ignition energy based on a first one Difference. The first difference is a difference between a first parameter and a second parameter. The first parameter is a crank angle period from an ignition timing to a specified crank angle or a correlation of the crank angle period. The second parameter is a target value of the crank angle period or a target value of the correlation value.

In der US 2005/0229903 A1 ist ein Steuerverfahren für einen Dieselmotor beschrieben. Die Zylinder des Dieselmotors sind mit Zylinderdrucksensoren zum Erfassen von Brennkammerdrücken versehen. Eine elektronisch Steuereinheit des Motors wählt optimale Verbrennungsparameter in Übereinstimmung mit einem Kraftstoffeinspritzmodus und Kraftstoffeinspritzventilen des Motors und einen Verbrennungsmodus, der durch die Menge vom EGR-Ventil zugeführten EGR-Gas bestimmt wird aus einer Vielzahl von Arten von Verbrennungsparametern, die den Verbrennungszustand des Motos ausdrücken, der basierend auf der Ausgabe des Zylinderdrucksensors berechnet wird, und die Rückkopplung die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt steuert, sodass die Werte der Verbrennungsparameter mit Zielwerten übereinstimmen der Motorbetriebsbedingungen. Aufgrund dessen wird der Motorverbrennungszustand zu jedem Zeitpunkt unabhängig von dem Kraftstoffeinspritzmodus oder dem Verbrennungsmodus auf den optimalen Zustand gesteuert.In the US 2005/0229903 A1 a control method for a diesel engine is described. The cylinders of the diesel engine are provided with cylinder pressure sensors for detecting combustion chamber pressures. An electronic control unit of the engine selects optimal combustion parameters in accordance with a fuel injection mode and fuel injection valves of the engine and a combustion mode determined by the amount of EGR gas supplied from the EGR valve among a plurality of types of combustion parameters expressing the combustion state of the engine. is calculated based on the output of the cylinder pressure sensor, and the feedback controls the fuel injection amount and the fuel injection timing such that the values of the combustion parameters match target values of the engine operating conditions. Due to this, the engine combustion state is controlled to the optimum state at any time regardless of the fuel injection mode or the combustion mode.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung eines gewünschten Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine und ein verbessertes Steuergerät bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an improved method for determining a desired ignition timing of an internal combustion engine and an improved control unit.

Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines Steuergeräts gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by means of a method according to claim 1 and by means of a control device according to claim 8. Advantageous embodiments are given in the dependent claims.

Es wurde erkannt, dass ein verbessertes Verfahren und ein verbessertes Steuergerät dadurch bereitgestellt werden kann, dass wenigstens eine Randbedingung zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Brennraum der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei auf Grundlage eines ersten vordefinierten Parameters und der Randbedingung eine Brenndauer und auf Grundlage eines zweiten vordefinierten Parameters und der Randbedingung ein Zündverzug einer Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Brennraum der Brennkraftmaschine ermittelt werden, wobei auf Grundlage eines gewünschten vordefinierten gewünschten Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine ein gewünschter Verbrennungsschwerpunkt der Verbrennung ermittelt wird, wobei auf Grundlage der Brenndauer, des Zündverzugs, des gewünschten Verbrennungsschwerpunkts und eines dritten vordefinierten Parameters der gewünschte Zündzeitpunkt zur Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs ermittelt wird, wobei auf Grundlage des ermittelten gewünschten Zündzeitpunkts eine Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs gesteuert wird. Die Brenndauer wird dabei auf Grundlage eines ersten laminaren Anteils und eines zweiten turbulenten Anteils ermittelt, wobei der erste laminare Anteil vorzugsweise auf Grundlage eines Ethanolgehalts des Brennstoffs bestimmt wird.It has been recognized that an improved method and apparatus may be provided by determining at least one constraint for combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine, based on a first predefined parameter and the constraint, a spark duration and based on a second predefined parameter and the boundary condition, an ignition delay of a combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine are determined, based on a desired predefined desired efficiency of the internal combustion engine, a desired combustion focus of the combustion is determined, based on the burning time , the ignition delay, the desired combustion center and a third predefined parameter, the desired ignition timing for ignition of the fuel-air mixture is determined, based on the determined ignition ignition of the fuel-air mixture is controlled. The burning time is determined on the basis of a first laminar fraction and a second turbulent fraction, the first laminar fraction preferably being determined on the basis of an ethanol content of the fuel.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass besonders schnell und einfach präzise der gewünschte Zündzeitpunkt ermittelt werden kann und die Brennkraftmaschine gesteuert werden kann.This refinement has the advantage that the desired ignition point can be determined particularly quickly and simply and the internal combustion engine can be controlled.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Anteil auf Grundlage eines vierten Parameters und des ersten Anteils ermittelt, wobei der vierte vordefinierte Parameter eine turbulente kinetische Energie des Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Zündfenster, in dem das Brennstoff-Luft-Gemisch zündfähig ist, berücksichtigt.In a preferred embodiment, the second fraction is determined based on a fourth parameter and the first fraction, wherein the fourth predefined parameter accounts for turbulent kinetic energy of the fuel-air mixture in an ignition window in which the fuel-air mixture is ignitable ,

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Aktuatorstellung wenigstens eines Aktuators der Brennkraftmaschine, insbesondere eines Aktuators eines Ansaugtrakts und/oder eines Einspritzsystems zur Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum, ermittelt, wobei eine Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei die turbulente kinetische Energie auf Grundlage der Aktuatorstellung und der Drehzahl ermittelt wird.In a further embodiment, an actuator position of at least one actuator of the internal combustion engine, in particular an actuator of an intake tract and / or an injection system for injecting fuel into the combustion chamber, is determined, wherein a rotational speed of the internal combustion engine is determined, wherein the turbulent kinetic energy based on the actuator position and the speed is determined.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Randbedingung wenigstens eine der folgenden Größen auf: Luftmenge, Restgasmenge, Einspritzmenge von Brennstoff, Einspritzmuster von Brennstoff.In a further embodiment, the boundary condition comprises at least one of the following Quantities on: amount of air, residual gas quantity, fuel injection quantity, fuel injection pattern.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Zündverzug auf Grundlage wenigstens einer Gemischeigenschaft des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum und des optimalen Verbrennungsschwerpunkts ermittelt.In a further embodiment, the ignition delay is determined on the basis of at least one mixture property of the fuel-air mixture in the combustion chamber and of the optimum combustion center of gravity.

In einer weiteren Ausführungsform wird auf Grundlage der Randbedingung und eines fünften vordefinierten Parameters ein optimaler Verbrennungsschwerpunkt des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum bestimmt.In another embodiment, based on the boundary condition and a fifth predefined parameter, an optimal combustion center of gravity of the fuel-air mixture in the combustion chamber is determined.

In einer weiteren Ausführungsform wird auf Grundlage des optimalen Verbrennungsschwerpunkts ein optimaler Wirkungsgrad ermittelt, wobei eine Differenz zwischen dem optimalen Wirkungsgrad und dem gewünschten Wirkungsgrad ermittelt wird, wobei auf Grundlage der Differenz ein Korrekturfaktor ermittelt wird, wobei ein Produkt aus dem Korrekturfaktor und der Brenndauer und/oder des Zündverzugs bei der Ermittlung des Zündzeitpunkts berücksichtigt wird.In another embodiment, based on the optimum focus of combustion, an optimal efficiency is determined, wherein a difference between the optimum efficiency and the desired efficiency is determined, based on the difference, a correction factor is determined, wherein a product of the correction factor and the burning time and / or the ignition delay is considered in the determination of the ignition timing.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Zündzeitpunkt auf Grundlage eines symmetrischen Brennverlaufs des Brennstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum ermittelt.In another embodiment, the ignition timing is determined on the basis of a symmetrical combustion curve of the fuel-air mixture in the combustion chamber.

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

  • 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems,
  • 2 eine schematische Darstellung eines in 1 gezeigten Steuergeräts,
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des in 1 gezeigten Antriebssystems,
  • 4 ein Diagramm einer turbulenten kinetischen Energie auftragen über einen Kurbelwellenwinkel,
  • 5 ein Diagramm einer Umsetzungsrate aufgetragen über dem Kurbelwellenwinkel
zeigen.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments which will be described in connection with the drawings
  • 1 a schematic representation of a drive system,
  • 2 a schematic representation of an in 1 shown control unit,
  • 3 a flowchart of a method for operating the in 1 shown drive system,
  • 4 apply a graph of turbulent kinetic energy over a crankshaft angle,
  • 5 a plot of a conversion rate plotted against the crankshaft angle
demonstrate.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 100. Das Antriebssystem 100 weist eine Brennkraftmaschine 105 und ein Steuergerät 110 auf. 1 shows a schematic representation of a drive system 100 , The drive system 100 has an internal combustion engine 105 and a controller 110 on.

Die Brennkraftmaschine 105 umfasst beispielhaft einen Ansaugtrakt 130, einen Motorblock 135, einen Zylinderkopf 140 und einen Abgastrakt 145. Der Ansaugtrakt 130 umfasst eine Drosselklappe 150, ein Saugrohr 155 und einen Sammler 160. Der Motorblock 135 weist wenigstens einen Zylinder mit einem Brennraum 165 auf. Der Brennraum 165 wird durch den Zylinderkopf 140 und einen Kolben 170 begrenzt. Der Zylinderkopf 140 umfasst einen Ve.ntiltrieb mit einem Einlassventil 185, einem Auslassventil 190 und einen dem Einlassventil 185 zugeordneten ersten Ventilantrieb 195 und einen dem Auslassventil 190 zugeordneten zweiten Ventilantrieb 200.The internal combustion engine 105 includes an example of an intake tract 130 , an engine block 135 , a cylinder head 140 and an exhaust tract 145 , The intake tract 130 includes a throttle 150 , a suction pipe 155 and a collector 160 , The engine block 135 has at least one cylinder with a combustion chamber 165 on. The combustion chamber 165 is through the cylinder head 140 and a piston 170 limited. The cylinder head 140 includes a Ve.ntiltrieb with an inlet valve 185 , an exhaust valve 190 and an inlet valve 185 associated first valve drive 195 and one the exhaust valve 190 associated second valve drive 200 ,

Ferner kann der Zylinderkopf 140 eine Zündkerze 210 und/oder einen Injektor 205 eines Einspritzsystems 206 aufweisen. Alternativ kann auch der Injektor 205 im Saugrohr 155 angeordnet sein. Auch kann auf die Zündkerze 210 verzichtet werden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Brennkraftmaschine 105 als Dieselmotor ausgebildet ist.Furthermore, the cylinder head 140 a spark plug 210 and / or an injector 205 an injection system 206 exhibit. Alternatively, the injector 205 in the intake manifold 155 be arranged. Also can on the spark plug 210 be waived. This may be the case in particular when the internal combustion engine 105 is designed as a diesel engine.

Beispielhaft weist das Einspritzsystem 206 eine Hochdruckpumpe 211 und einen Hochdruckspeicher 212 auf. Der Hochdruckspeicher 212 ist fluidisch mit der Hochdruckpumpe 211 und dem Injektor 205 verbunden.By way of example, the injection system 206 a high pressure pump 211 and a high-pressure accumulator 212 on. The high-pressure accumulator 212 is fluidic with the high pressure pump 211 and the injector 205 connected.

Die Brennkraftmaschine 105 weist beispielhaft einen Drehzahlsensor 207, einen Luftmassensensor 208, einen Lambdasensor 209 und einen Hochdrucksensor 213 auf. Der Luftmassensensor 208 ist im Ansaugtrakt 130 und der Lambdasensor 209 im Abgastrakt 145 angeordnet. Der Hochdrucksensor 213 ist mit dem Hochdruckspeicher 212 fluidisch verbunden.The internal combustion engine 105 exemplifies a speed sensor 207 , an air mass sensor 208 , a lambda sensor 209 and a high pressure sensor 213 on. The air mass sensor 208 is in the intake tract 130 and the lambda sensor 209 in the exhaust tract 145 arranged. The high pressure sensor 213 is with the high-pressure accumulator 212 fluidly connected.

2 zeigt eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Steuergeräts 110. 2 shows a schematic representation of the in 1 shown control unit 110 ,

Das Steuergerät 110 weist eine Beobachtungseinrichtung 214 mit einem ersten Beobachtungsmodul 215 und einem zweite Beobachtungsmodul 220, eine Recheneinrichtung 225, eine Effizienzermittlungseinrichtung 235 und einen Datenspeicher 240 auf.The control unit 110 has an observation device 214 with a first observation module 215 and a second observation module 220 , a computing device 225 , an efficiency determining device 235 and a data store 240 on.

Im Datenspeicher 240 ist ein erster bis siebter Parameter abgelegt. Der erste bis siebte Parameter kann als Datenverarbeitungsprogramm und/oder Kennfeld und/oder mathematischer Algorithmus und/oder mathematische Formel und/oder tabellarische Zuordnung ausgebildet sein. Von besonderem Vorteil ist, wenn einer der Parameter beispielsweise als Polynom, vorzugweise zweiten oder vierten Grades, ausgebildet ist.In the data store 240 a first to seventh parameter is stored. The first to seventh parameters may be formed as a data processing program and / or map and / or mathematical algorithm and / or mathematical formula and / or tabular assignment. Of particular advantage is when one of the parameters, for example, as a polynomial, preferably second or fourth degree, is formed.

Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen des ersten bis siebten Parameters denkbar. Der erste bis siebte Parameter kann aufgrund von Vorab-Messwerten ermittelt worden sein. Auch kann der erste bis siebte Parameter zusätzlich oder alternativ modellbasiert berechnet worden sein oder während des Betriebs des Antriebssystems 10 ermittelt werden. Of course, other embodiments of the first to seventh parameters are conceivable. The first to seventh parameters may have been determined based on pre-measured values. Also, the first to seventh parameters may additionally or alternatively have been calculated model-based or determined during operation of the drive system 10.

Es wird darauf hingewiesen, dass das erste Beobachtungsmodul 215 und/oder das zweite Beobachtungsmodul 220 auch als Datenverarbeitungsalgorithmus ausgebildet sein kann, der durch die Recheneinrichtung 225 ausgeführt wird. Auch können das erste Beobachtungsmodul 215 und das zweite Beobachtungsmodul 220 zusammen ausgebildet sein.It should be noted that the first observation module 215 and / or the second observation module 220 may also be formed as a data processing algorithm by the computing device 225 is performed. Also, the first observation module 215 and the second observation module 220 be formed together.

Der Datenspeicher 240 ist mit der Recheneinrichtung 225 mittels einer ersten Verbindung 245 und mittels einer zweiten Verbindung 250 mit dem ersten Beobachtungsmodul 215 sowie mittels einer dritten Verbindung 255 mit dem zweiten Beobachtungsmodul 220 verbunden.The data store 240 is with the computing device 225 by means of a first connection 245 and by means of a second connection 250 with the first observation module 215 and by means of a third connection 255 with the second observation module 220 connected.

Das zweite Beobachtungsmodul 220 ist mittels einer vierten Verbindung 260 mit der Recheneinrichtung 225 verbunden. Mittels einer fünften Verbindung 265 ist das erste Beobachtungsmodul 215 mit dem zweiten Beobachtungsmodul 220 verbunden. Mittels einer sechsten Verbindung 270 ist die Recheneinrichtung 225 mit der Effizienzermittlungseinrichtung 235 verbunden.The second observation module 220 is by means of a fourth connection 260 with the computing device 225 connected. By means of a fifth connection 265 is the first observation module 215 with the second observation module 220 connected. By means of a sixth connection 270 is the computing device 225 with the efficiency determining device 235 connected.

Das erste Beobachtungsmodul 215 ist mittels einer siebten Verbindung 275 mit der Recheneinrichtung 225 verbunden. Mittels einer achten Verbindung 280 ist das erste Beobachtungsmodul 215 mit dem Luftmassensensor 208 verbunden. Zusätzlich kann über eine neunte Verbindung 285 das erste Beobachtungsmodul 215 mit der Drosselklappe 150 und/oder mittels einer zehnten Verbindung 290 mit dem Drehzahlsensor 207 verbunden sein. Selbstverständlich kann das erste Beobachtungsmodul 215 auch mit weiteren und/oder anderen Sensoren und/oder Aktoren der Brennkraftmaschine 105 verbunden sein.The first observation module 215 is by means of a seventh connection 275 with the computing device 225 connected. By means of an eighth connection 280 is the first observation module 215 with the air mass sensor 208 connected. Additionally, via a ninth connection 285 the first observation module 215 with the throttle 150 and / or by means of a tenth connection 290 with the speed sensor 207 be connected. Of course, the first observation module 215 also with other and / or other sensors and / or actuators of the internal combustion engine 105 be connected.

Das zweite Beobachtungsmodul 220 ist mittels einer elften Verbindung 295 mit dem Lambdasensor 209 und mittels einer zwölften Verbindung 300 mit dem Hochdrucksensor 213 verbunden.The second observation module 220 is by means of an eleventh connection 295 with the lambda sensor 209 and by means of a twelfth connection 300 with the high pressure sensor 213 connected.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des in 1 gezeigten Antriebssystems 100. 3 shows a flowchart of a method for operating the in 1 shown drive system 100 ,

In einem ersten Verfahrensschritt 400 wird mithilfe wenigstens eines Sensors, beispielsweise des Luftmassensensors 208 und/oder des Drehzahlsensors 207, wenigstens ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine 105 ermittelt. Den Betriebszustand stellt der Sensor dem ersten Beobachtungsmodul 215 bereit. Das erste Beobachtungsmodul 215 erfasst den Betriebszustand.In a first process step 400 is using at least one sensor, such as the air mass sensor 208 and / or the speed sensor 207 , at least one operating state of the internal combustion engine 105 determined. The operating state of the sensor is the first observation module 215 ready. The first observation module 215 detects the operating state.

Ferner wird vorteilhafterweise eine Aktuatorstellung wenigstens eines Aktors, insbesondere eines Aktors im Ansaugtrakt 130, beispielsweise der Drosselklappe 150, durch das erste Beobachtungsmodul 215 erfasst.Furthermore, advantageously, an actuator position of at least one actuator, in particular an actuator in the intake tract 130 , for example, the throttle valve 150 , through the first observation module 215 detected.

In einem zweiten Verfahrensschritt 405 werden ein Lambdawert und eine Information des Injektors 205 und/oder der Druck im Hochdruckspeicher 212 ermittelt. In der Ausführungsform misst der Lambdasensor 209 den Lambdawert des Abgases und der Hochdrucksensor 213 misst den Druck des Brennstoffs im Hochdruckspeicher 212 und stellt den Druckmesswert dem zweiten Beobachtungsmodul 220 bereit. Die Werte können aber auch zumindest teilweise und/oder vollständig berechnet werden.In a second process step 405 be a lambda value and an information of the injector 205 and / or the pressure in the high-pressure accumulator 212 determined. In the embodiment, the lambda sensor measures 209 the lambda value of the exhaust gas and the high pressure sensor 213 measures the pressure of the fuel in the high-pressure accumulator 212 and sets the pressure reading to the second observation module 220 ready. However, the values can also be calculated at least partially and / or completely.

In einem dritten Verfahrensschritt 410 ermittelt das erste Beobachtungsmodul 215 auf Grundlage des ermittelten Betriebszustands, beispielsweise auf Grundlage der Information des Luftmassensensors 208 und der Drehzahl, und des ersten vordefinierten Parameters eine erste Randbedingung über die Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum 165 der Brennkraftmaschine 105.In a third process step 410 determines the first observation module 215 on the basis of the determined operating state, for example based on the information of the air mass sensor 208 and the speed, and the first predefined parameter, a first boundary condition about the combustion of a fuel-air mixture in the combustion chamber 165 the internal combustion engine 105 ,

Das erste Beobachtungsmodul 215 stellt die ermittelte erste Randbedingung über die vierte Verbindung 260 dem zweiten Beobachtungsmodul 220 und/oder der Recheneinrichtung 225 bereit.The first observation module 215 represents the determined first boundary condition over the fourth connection 260 the second observation module 220 and / or the computing device 225 ready.

In einem vierten Verfahrensschritt 415 ermittelt das zweite Beobachtungsmodul 220 eine zweite Randbedingung für die Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum 165 der Brennkraftmaschine 105. Dabei kann das zweite Beobachtungsmodul 220 die erste Randbedingung bei der Ermittlung der zweiten Randbedingung mitberücksichtigen. Die zweite Randbedingung wird beispielsweise auf Grundlage des Lambdawerts, Drucks und/oder sonstigen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine 105 und auf Grundlage des zweiten vordefinierten Parameters ermittelt. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die zweite Randbedingung wenigstens einen der folgenden Größen umfasst: eine Luftmenge, eine Restgasmenge, eine Einspritzmenge von Kraftstoff in den Brennraum 165, ein Einspritzmuster von Kraftstoff in den Brennraum 165.In a fourth process step 415 determines the second observation module 220 a second boundary condition for the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber 165 the internal combustion engine 105 , In this case, the second observation module 220 consider the first boundary condition when determining the second boundary condition. The second boundary condition is based, for example, on the lambda value, pressure and / or other operating parameters of the internal combustion engine 105 and determined based on the second predefined parameter. In this case, it is of particular advantage if the second boundary condition comprises at least one of the following variables: an air quantity, a residual gas quantity, an injection quantity of fuel into the combustion chamber 165 , an injection pattern of fuel into the combustion chamber 165 ,

In einem fünften Verfahrensschritt 420 ermittelt das zweite Beobachtungsmodul 220 auf Grundlage einer Gemischeigenschaft, beispielsweise einer Zündfähigkeit, des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum 165 und des dritten Parameters einen Zündverzug 530.In a fifth process step 420 determines the second observation module 220 based on a mixture property, such as an ignitability, of the fuel-air mixture in combustion chamber 165 and the third parameter an ignition delay 530 ,

Dabei wird unter einem Zündverzug 530 eine zeitliche Dauer zwischen einem Zündfunken, erzeugt durch die Zündkerze 210, und einem vordefinierten Massenumsatzpunkt, beispielsweise bei einer Verbrennung von 5 % bis 10 % des Brennstoffs in dem Brennraum 165, verstanden. Zusätzlich kann dabei das zweite Beobachtungsmodul 220 zusätzlich eine Zusammensetzung und/oder eine Ladungsdynamik des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum 165 bei der Ermittlung des Zündverzugs 530 berücksichtigen.This is under a Zündverzzug 530 a time period between a spark generated by the spark plug 210 , and a predefined mass conversion point, for example, at a combustion of 5% to 10% of the fuel in the combustion chamber 165 , Understood. In addition, while the second observation module 220 in addition a composition and / or a charge dynamics of the fuel-air mixture in the combustion chamber 165 in the determination of the ignition delay 530 consider.

In einem sechsten Verfahrensschritt 425 ermittelt das zweite Beobachtungsmodul 220 auf Grundlage der ersten und zweiten Randbedingung sowie des vierten vordefinierten Parameters einen optimalen Verbrennungsschwerpunkt 540 des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum 165. Dabei wird unter einem optimalen Verbrennungsschwerpunkt 540 der Verbrennungsschwerpunkt 540 verstanden, der optimal ein oder mehrere Auslegungskriterien der Brennkraftmaschine 105 erfüllt. So kann der optimale Verbrennungsschwerpunkt 540 beispielsweise so gewählt sein, dass die Brennkraftmaschine 105 ein maximales Drehmoment bereitstellt.In a sixth process step 425 determines the second observation module 220 based on the first and second boundary conditions and the fourth predefined parameter, an optimal combustion center of gravity 540 of the fuel-air mixture in the combustion chamber 165 , This is under an optimal combustion focus 540 the focus of combustion 540 understood that optimally one or more design criteria of the internal combustion engine 105 Fulfills. This is how the optimal combustion focus can be 540 for example, be chosen so that the internal combustion engine 105 provides a maximum torque.

Bei der Ermittlung des optimalen Verbrennungsschwerpunkts 540 berücksichtigt vorzugsweise das zweite Beobachtungsmodul 220 zusätzlich die Drehzahl der Brennkraftmaschine 105 und/oder eine Last der Brennkraftmaschine 105. Zusätzlich kann das zweite Beobachtungsmodul 220 ferner eine Wandtemperatur des Brennraums 165 mitberücksichtigen.In determining the optimal center of combustion 540 preferably takes into account the second observation module 220 In addition, the speed of the internal combustion engine 105 and / or a load of the internal combustion engine 105 , In addition, the second observation module 220 Furthermore, a wall temperature of the combustion chamber 165 take into account.

In einem siebten Verfahrensschritt 430 übergibt das zweite Beobachtungsmodul 220 den ermittelten optimalen Verbrennungsschwerpunkt 540 und den Zündverzug 530 an die Recheneinrichtung 225. Ferner übergibt das zweite Beobachtungsmodul 220 die Randbedingungen an die Recheneinrichtung 225.In a seventh process step 430 hands over the second observation module 220 the determined optimal combustion focus 540 and the ignition delay 530 to the computing device 225 , Furthermore, the second observation module passes 220 the boundary conditions to the computing device 225 ,

In einem achten Verfahrensschritt 435 ermittelt die Recheneinrichtung 225 eine Brenndauer BD der Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum 165 der Brennkraftmaschine 105 bezogen auf den optimalen Verbrennungsschwerpunkt 540. Dabei wird unter der Brenndauer BD verstanden, dass 5 bis 95 % des Brennstoffmassenumsatzes oder 10 bis 90 % des Massenumsatzes des Brennstoffs in dem Brennraum 165 verbrannt werden.In an eighth process step 435 determines the computing device 225 a burning time BD the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber 165 the internal combustion engine 105 based on the optimal combustion focus 540 , It is under the burning time BD understood that 5 to 95% of the fuel mass conversion or 10 to 90% of the mass conversion of the fuel in the combustion chamber 165 to be burned.

In 4 ist ein erster Graph 500, ein zweiter Graph 505, ein dritter Graph 510 und einer vierter Graph 515 gezeigt.In 4 is a first graph 500 , a second graph 505 , a third graph 510 and a fourth graph 515 shown.

Der erste Graph 500 zeigt einen ersten Verlauf der turbulenten kinetischen Energie TKE bei einer ersten Aktuatorstellung, beispielsweise einer ersten Drosselklappenstellung der Drosselklappe 150, und mittels des zweiten Graphen 505 ist ein zweiter Verlauf der turbulenten kinetischen Energie TKE über den Kurbelwellenwinkel CRK bei einer zweiten Aktuatorstellung, beispielsweise einer zweiten Drosselklappenstellung, aufgetragen. Der dritte Graph 510 zeigt eine erste Umsetzungsrate während der Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs und der vierte Graph 515 zeigt eine zweite Umsetzungsrate.The first graph 500 shows a first course of the turbulent kinetic energy TKE at a first actuator position, such as a first throttle position of the throttle 150 , and by means of the second graph 505 is a second course of turbulent kinetic energy TKE over the crankshaft angle CRK at a second actuator position, for example, a second throttle position applied. The third graph 510 shows a first conversion rate during the combustion of the fuel-air mixture and the fourth graph 515 shows a second conversion rate.

In Abhängigkeit der turbulenten kinetischen Energie TKE ist beispielhaft ein Zündzeitpunkt 520 bei dem optimalen Verbrennungsschwerpunkt 540 des ersten Graphen 500 vor dem einem weiteren Zündzeitpunkt 525 des zweiten Graphen 505 angeordnet, der mit einem gewünschten Verbrennungsschwerpunkt 540 korreliert.Depending on the turbulent kinetic energy TKE is an example of ignition 520 at the optimal focus of combustion 540 of the first graph 500 before another ignition point 525 of the second graph 505 arranged, with a desired focus of combustion 540 correlated.

5 zeigt ein Diagramm einer Umsetzungsrate aufgetragen über dem Kurbelwellenwinkel CRK. Die Umsetzungsrate des Brennstoffs in dem Brennraum 165 beginnt mit dem Zündverzug 530. An den Zündverzug 530 schließt sich die Brenndauer BD an. Der Zündverzug 530 ist bestimmt vom Beginn der Verbrennung mit einer Umsetzungsrate von 0 % bis beispielsweise einer Umsetzungsrate von 5 %. Bei einer Umsetzungsrate von 5 % beginnt die Brenndauer BD und endet bei einer Umsetzungsrate von 95 %. Zusätzlich ist in 5 bei der Umsetzungsrate von 50 % der Verbrennungsschwerpunkt 540 eingezeichnet. Der Brennverlauf ist in der Ausführungsform beispielhaft symmetrisch zu der Umsetzungsrate von 50 %. 5 shows a diagram of a conversion rate plotted against the crankshaft angle CRK , The conversion rate of the fuel in the combustion chamber 165 begins with the ignition delay 530 , At the ignition delay 530 closes the burning time BD at. The ignition delay 530 is determined from the beginning of combustion at a conversion rate of 0% to, for example, a conversion rate of 5%. At a conversion rate of 5%, the burning time begins BD and ends at a conversion rate of 95%. Additionally is in 5 at the conversion rate of 50% the combustion focus 540 located. The firing curve in the embodiment is exemplary symmetrical to the conversion rate of 50%.

Dabei wird die Brenndauer BD auf Grundlage eines erstes laminaren Anteils der Brenndauer BD der Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs und eines zweiten turbulenten Anteils der Brenndauer BD ermittelt.This is the burning time BD based on a first laminar fraction of the burning time BD the combustion of the fuel-air mixture and a second turbulent fraction of the burning time BD determined.

Der erste laminare Anteil der Brenndauer BD wird auf Grundlage vorzugsweise eines Ethanolgehalts des Brennstoffs bestimmt. Der erste laminare Anteil kann als Funktion auch einer mittleren Brennraumtemperatur einer Brennstoffmenge, des Lambdawerts und/oder des Restgasgehalts abgebildet werden.The first laminar fraction of the burning time BD is determined based on preferably an ethanol content of the fuel. The first laminar fraction can also be mapped as a function of a mean combustion chamber temperature of a fuel quantity, the lambda value and / or the residual gas content.

Der zweite turbulente Anteil der Brenndauer BD wird auf Grundlage einer turbulenten kinetischen Energie TKE des Brennstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum 165 ermittelt. Die turbulente kinetische Energie TKE zeigt eine asymptotische Annährung an einen Grenzwert im Bereich eines Zündfensters zur Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs.The second turbulent part of the burning time BD is based on a turbulent kinetic energy TKE the fuel-air mixture in the combustion chamber 165 determined. The turbulent kinetic energy TKE shows an asymptotic approach to a limit in the range of an ignition window for igniting the fuel-air mixture.

Die turbulente kinetische Energie TKE des Brennstoff-Luft-Gemischs kann dabei auf Grundlage der Aktuatorstellung, beispielsweise eines Aktors der Brennkraftmaschine 105, insbesondere eines Aktors im Ansaugtrakt 130 und/oder des Einspritzsystem 206 zur Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum 165, und der Drehzahl der Brennkraftmaschine 105 ermittelt werden.The turbulent kinetic energy TKE of the fuel-air mixture can be based on the actuator position, for example, an actuator of the internal combustion engine 105 , in particular an actuator in the intake tract 130 and / or the injection system 206 for injection of fuel into the combustion chamber 165 , and the speed of the internal combustion engine 105 be determined.

Die turbulente kinetische Energie TKE kann empirisch und/oder semiempirisch und/oder modellbasiert vor Durchführung des Verfahrens durch das Steuergerät 110 ermittelt worden sein. Die turbulente kinetische Energie TKE kann auch als fünfter vordefinierter Parameter im Datenspeicher 240 abgelegt sein.The turbulent kinetic energy TKE can empirically and / or semiempirisch and / or model-based prior to implementation of the method by the control unit 110 be determined. The turbulent kinetic energy TKE can also be the fifth predefined parameter in the data store 240 be filed.

Die turbulente kinetische Energie TKE kann beispielsweise in einer CFD-Simulation bestimmt werden und beinhaltet eine relevante Auswirkung von Drehzahl und Stellung einer Ladewechselaktuatorik für die Brenndauer BD.The turbulent kinetic energy TKE can be determined, for example, in a CFD simulation and includes a relevant effect of speed and position of a charge cycle actuator for the burn time BD ,

Zusätzlich kann für die Brenndauer BD auch eine gewichtete Summe des ersten Anteils BDstat und des zweiten Anteils BDturb der Brenndauer ermittelt werden. Dabei ist für den ersten Anteil BDstat ein erster Gewichtungsfaktor a und für den zweiten Anteil BDturb ein zweiter Gewichtungsfaktor b vorgesehen. Dabei gilt: BD = a BDstat + b ·BDturb = (a + b Fturb) ·BDstat, wobei BDstat = g (mfuel, Lambda, facEGR, Tengine) und Fdyn = f (turbulente kinetische Energie) ist, mit der im Brennraum 165 befindlichen Brennstoffmasse mfuel, mit dem Lambda-Wert des im Brennraum 165 befindlichen Brennstoff-Luft-Gemischs, einer Abgasrückführungsrate facEGR, und einer mittleren Wandtemperatur Tengine des Brennraums 165. Die Gewichtungsfaktoren a und b können an eine Brennkraftmaschinenkonfiguration angepasst sein. Die Funktionen f und g können entweder kennfeldbasiert oder empirisch bestimmt werden.In addition, for the burning time BD Also, a weighted sum of the first portion BD stat and the second portion BD turb the burning time are determined. In this case, a first weighting factor a is provided for the first component BDstat and a second weighting factor b is provided for the second component BD turb . Where: BD = a BDstat + b · BD turb = (a + b F turb ) · BD stat , where BDstat = g (m fuel , lambda, fac EGR , T engine ) and F dyn = f (turbulent kinetic energy), with the in the combustion chamber 165 located fuel mass m fuel , with the lambda value of the combustion chamber 165 located fuel-air mixture, an exhaust gas recirculation rate fac EGR , and a mean wall temperature T engine of the combustion chamber 165 , The weighting factors a and b may be adapted to an engine configuration. The functions f and g can either be map-based or empirically determined.

4 zeigt ein Diagramm eines Verlaufs der turbulenten kinetischen Energie TKE aufgetragen über einem Kurbelwellenwinkel CRK. 4 shows a diagram of a course of the turbulent kinetic energy TKE applied over a crankshaft angle CRK ,

Der Brennverlauf 510, 515 ist in der Ausführungsform beispielhaft symmetrisch zu der Umsetzungsrate von 50 %. Ist die Verbrennung unsymmetrisch, so ist der Verbrennungsschwerpunkt 540 verschoben gegenüber der in 5 gezeigten Darstellung.The burning process 510 . 515 in the embodiment is exemplarily symmetrical to the conversion rate of 50%. If the combustion is unbalanced, then the focal point of combustion 540 shifted from the in 5 shown illustration.

In einem neunten Verfahrensschritt 440 ermittelt die Effizienzermittlungseinrichtung 235 einen gewünschten Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 105 auf Grundlage eines Betriebszustands des Antriebssystems 100. Der gewünschte Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 105 kann dabei geringer sein als ein optimaler Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 105. Der gewünschte Wirkungsgrad kann auch fest vordefiniert vorgegeben werden. Mittels des gewünschten Wirkungsgrads können beispielsweise vordefinierte, meist gesetzlich vorgegebene Emissionsgrenzen der Brennkraftmaschine 105 eingehalten werden oder beispielsweise eine Abgasreinigungseinrichtung beheizt oder gereinigt werden. In a ninth procedural step 440 determines the efficiency determination device 235 a desired efficiency of the internal combustion engine 105 based on an operating condition of the drive system 100 , The desired efficiency of the internal combustion engine 105 can be less than an optimal efficiency of the internal combustion engine 105 , The desired efficiency can also be preset predefined. By means of the desired efficiency, for example, predefined, usually legally prescribed emission limits of the internal combustion engine 105 be maintained or, for example, an exhaust gas purification device heated or cleaned.

Die Effizienzermittlungseinrichtung 235 stellt den gewünschten Wirkungsgrad der Recheneinrichtung 225 bereit.The efficiency determination device 235 provides the desired efficiency of the computing device 225 ready.

In einem zehnten Verfahrensschritt 445 ermittelt die Recheneinrichtung 225 auf Grundlage des gewünschten Wirkungsgrads und des vordefinierten sechsten Parameters einen gewünschten Verbrennungsschwerpunkt 540. Der gewünschte Verbrennungsschwerpunkt 540 kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass auf Grundlage einer Differenz zwischen dem optimalen Wirkungsgrad und dem gewünschten Wirkungsgrad und dem vordefinierten sechsten Parameter auf Grundlage des optimalen Verbrennungsschwerpunkts 540 der gewünschte Verbrennungsschwerpunkt 540 ermittelt wird.In a tenth procedural step 445 determines the computing device 225 based on the desired efficiency and the predefined sixth parameter a desired combustion focus 540 , The desired combustion focus 540 For example, it may be determined based on a difference between the optimum efficiency and the desired efficiency and the predefined sixth parameter based on the optimal combustion center 540 the desired combustion focus 540 is determined.

In einem elften Verfahrensschritt 450 ermittelt die Recheneinrichtung 225 auf Grundlage des gewünschten Verbrennungsschwerpunkts 540, der ermittelten Brenndauer BD, des ermittelten Zündverzugs 530 sowie des siebten Parameters einen gewünschten Zündzeitpunkt. Gegebenenfalls kann die Recheneinrichtung 225 für die ermittelte Brenndauer BD und/oder den ermittelten Zündverzug 530 einen Korrekturfaktor berücksichtigen.In an eleventh process step 450 determines the computing device 225 based on the desired combustion focus 540 that determined burning time BD , the determined ignition delay 530 and the seventh parameter a desired ignition timing. Optionally, the computing device 225 for the determined burning time BD and / or the determined ignition delay 530 consider a correction factor.

Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass im zehnten Verfahrensschritt 445 zusätzlich eine Übertragungsfunktion berücksichtigt wird, wobei die Recheneinrichtung 225 auf Grundlage der Übertragungsfunktion des gewünschten Wirkungsgrads den gewünschten Verbrennungsschwerpunkt 540 ermittelt.Additionally or alternatively, it is also conceivable that in the tenth method step 445 In addition, a transfer function is taken into account, wherein the computing device 225 based on the transfer function of the desired efficiency, the desired combustion focus 540 determined.

Der gewünschte weitere Zündzeitpunkt 525 kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass der gewünschte weitere Zündzeitpunkt 525 gleich dem optimalem Verbrennungsschwerpunkt 540 und dem gewünschten Verbrennungsschwerpunkt 540 minus 0,5-mal der Brenndauer BD minus dem Zündverzug 530 ist.The desired additional ignition point 525 can be determined, for example, that the desired additional ignition 525 equal to the optimal combustion focus 540 and the desired combustion focus 540 minus 0.5 times the burning time BD minus the ignition delay 530 is.

Auf Grundlage des ermittelten weiteren Zündzeitpunkts 525 steuert die Recheneinrichtung 225 die Brennkraftmaschine 105 in einem zwölften Verfahrensschritt 455 an.Based on the determined further ignition timing 525 controls the computing device 225 the internal combustion engine 105 in a twelfth process step 455 at.

Durch das oben beschriebene Verfahren kann eine präzise Steuerung des Zündzeitpunkts aufgrund der ermittelten Brenndauer BD ermittelt werden, sodass sonstige nötige Vervielfältigungen vom empirischen Kennfeld auf Grundlage unterschiedlicher Aktuatoreinstellungen zuverlässig vermieden werden. Durch die Verwendung der turbulenten kinetischen Energie TKE kann der Zündzeitpunkt präzise festgelegt werden. Ferner kann über die turbulente kinetische Energie TKE ein Einfluss von weiteren Aktuatoren, insbesondere im Ansaugtrakt 130, auf die Verbrennung mitberücksichtigt werden.By the method described above, a precise control of the ignition timing due to the determined burning time BD be determined so that other necessary duplications of the empirical map based on different actuator settings reliably avoided become. By using the turbulent kinetic energy TKE the ignition timing can be set precisely. Furthermore, about the turbulent kinetic energy TKE an influence of other actuators, especially in the intake system 130 , be taken into account on the combustion.

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

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Antriebssystemdrive system
105105
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
110110
Steuergerätcontrol unit
130130
Ansaugtraktintake system
135135
Motorblockblock
140140
Zylinderkopfcylinder head
145145
Abgastraktexhaust tract
150150
Drosselklappethrottle
155155
Saugrohrsuction tube
160160
Sammlercollector
165165
Brennraumcombustion chamber
170170
Kolbenpiston
185185
Einlassventilintake valve
190190
Auslassventiloutlet valve
195195
erster Ventilantriebfirst valve drive
200200
zweiter Ventilantriebsecond valve drive
205205
Injektorinjector
206206
Einspritzsysteminjection
207207
DrehzahlsensorSpeed sensor
208208
LuftmassensensorAir mass sensor
209209
Lambdasensorlambda sensor
210210
Zündkerzespark plug
211211
Hochdruckpumpehigh pressure pump
212212
HochdruckspeicherHigh-pressure accumulator
213213
HochdrucksensorHigh pressure sensor
214214
Beobachtungseinrichtungobserver
215215
erstes Beobachtungsmodulfirst observation module
220220
zweites Beobachtungsmodulsecond observation module
225225
Recheneinrichtungcomputing device
235235
EffizienzermittlungseinrichtungEfficiency detection device
240240
Datenspeicherdata storage
245245
erste Verbindungfirst connection
250250
zweite Verbindungsecond connection
255255
dritte Verbindungthird connection
260260
vierte Verbindungfourth connection
265265
fünfte Verbindungfifth connection
270270
sechste Verbindungsixth connection
275275
siebte Verbindungseventh connection
280280
achte VerbindungEighth connection
285285
neunte Verbindungninth connection
290290
zehnte Verbindungtenth connection
295295
elfte VerbindungEleventh connection
300300
zwölfte Verbindungtwelfth connection
305305
dreizehnte Verbindung thirteenth connection
400400
erster Verfahrensschrittfirst process step
405405
zweiter Verfahrensschrittsecond process step
410410
dritter Verfahrensschrittthird process step
415415
vierter Verfahrensschrittfourth process step
420420
fünfter Verfahrensschrittfifth process step
425425
sechster Verfahrensschrittsixth process step
430430
siebter Verfahrensschrittseventh process step
435435
achter Verfahrensschritteighth process step
440440
neunter Verfahrensschrittninth process step
445445
zehnter Verfahrensschritttenth process step
450450
elfter VerfahrensschrittEleventh process step
455455
zwölfter Verfahrensschritt twelfth process step
500500
erster Graphfirst graph
505505
zweiter Graphsecond graph
510510
dritter Graph, erster Brennverlaufthird graph, first firing history
515515
vierter Graph, zweiter Brennverlauffourth graph, second firing curve
520520
Zündzeitpunktignition timing
525525
weiterer Zündzeitpunktanother ignition point
530530
Zündverzugignition delay
540540
VerbrennungsschwerpunktCombustion center
BDBD
Brenndauerburning time
TKETKE
turbulente kinetische Energieturbulent kinetic energy
CRKCRK
Kurbelwellenwinkelcrankshaft angle

Claims (8)

Verfahren zur Ermittlung eines gewünschten Zündzeitpunkts (520, 525) einer Brennkraftmaschine (105), - wobei wenigstens eine Randbedingung zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Brennraum (165) der Brennkraftmaschine (105) ermittelt wird, - wobei auf Grundlage der Randbedingung und eines ersten vordefinierten Parameters und der Randbedingung eine Brenndauer (BD) und auf Grundlage eines zweiten vordefinierten Parameters ein Zündverzug (530) einer Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Brennraum (165) der Brennkraftmaschine (105) ermittelt werden, - wobei auf Grundlage eines gewünschten vordefinierten Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine (105) ein gewünschter Verbrennungsschwerpunkt (540) der Verbrennung ermittelt wird, - wobei auf Grundlage der Brenndauer (BD), des Zündverzugs (530) und des gewünschten Verbrennungsschwerpunkts (540) und eines dritten vordefinierten Parameters der gewünschte Zündzeitpunkt (520, 525) zur Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs ermittelt wird, - wobei auf Grundlage des ermittelten gewünschten Zündzeitpunkts (520, 525) eine Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs gesteuert wird, - wobei die Brenndauer (BD) auf Grundlage eines ersten laminaren Anteils und eines zweiten turbulenten Anteils ermittelt wird, - wobei der erste laminare Anteil vorzugsweise auf Grundlage eines Ethanolgehalts des Brennstoffs bestimmt wird,Method for determining a desired ignition point (520, 525) of an internal combustion engine (105), wherein at least one boundary condition for combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber (165) of the internal combustion engine (105) is determined, wherein, based on the boundary condition and a first predefined parameter and the boundary condition, a burning duration (BD) and on the basis of a second predefined parameter an ignition delay (530) of a combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber (165) of the internal combustion engine (105) be determined, wherein a desired combustion center of gravity (540) of the combustion is determined on the basis of a desired predefined efficiency of the internal combustion engine (105), wherein the desired ignition timing (520, 525) for igniting the fuel-air mixture is determined on the basis of the combustion duration (BD), the ignition delay (530) and the desired combustion center (540) and a third predefined parameter, wherein an ignition of the fuel-air mixture is controlled on the basis of the determined desired ignition timing (520, 525), wherein the burning time (BD) is determined on the basis of a first laminar component and a second turbulent component, wherein the first laminar fraction is preferably determined on the basis of an ethanol content of the fuel, Verfahren nach Anspruch 1, - wobei der zweite Anteil auf Grundlage eines vierten Parameters und des ersten Anteils ermittelt wird, - wobei der vierte vordefinierte Parameter eine turbulente kinetische Energie (TKE) des Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Zündfenster berücksichtigt.Method according to Claim 1 , wherein the second component is determined on the basis of a fourth parameter and the first component, wherein the fourth predefined parameter takes into account a turbulent kinetic energy (TKE) of the fuel-air mixture in an ignition window. Verfahren nach Anspruch 2, - wobei eine Aktuatorstellung wenigstens eines Aktuators der Brennkraftmaschine (105), insbesondere eines Aktuators eines Ansaugtrakts (130) und/oder einer Einspritzsystem (206) zur Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum (165), ermittelt wird, - wobei eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (105) ermittelt wird, - wobei die turbulente kinetische Energie (TEK) auf Grundlage der Aktuatorstellung und der Drehzahl ermittelt wird.Method according to Claim 2 - wherein an actuator position of at least one actuator of the internal combustion engine (105), in particular an actuator of an intake tract (130) and / or an injection system (206) for injecting fuel into the combustion chamber (165) is determined, - wherein a rotational speed of the internal combustion engine (105) is determined, - wherein the turbulent kinetic energy (TEK) is determined based on the actuator position and the speed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Randbedingung für die Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs in einem Brennraum (165) der Brennkraftmaschine (105) ermittelt wird, - wobei die Randbedingung wenigstens eine der folgenden Größen umfasst: - Luftmenge, - Restgasmenge, - Einspritzmenge von Brennstoff, - Einspritzmuster von Brennstoff.Method according to one of the preceding claims, - Wherein the boundary condition for the combustion of the fuel-air mixture in a combustion chamber (165) of the internal combustion engine (105) is determined, - wherein the boundary condition comprises at least one of the following variables: - amount of air, - residual gas quantity, Injection quantity of fuel, - Injection pattern of fuel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei auf Grundlage der Randbedingung und eines fünften vordefinierten Parameters ein optimaler Verbrennungsschwerpunkt (540) des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum (165) bestimmt wird, - wobei der optimale Verbrennungsschwerpunkt (540) auf Grundlage eines zweiten Parameters und der Randbedingung ermittelt wird, - wobei der Zündverzug (530) auf Grundlage wenigstens einer Gemischeigenschaft des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum (165) und des optimalen Verbrennungsschwerpunkts (540) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein an optimum combustion center (540) of the fuel-air mixture in the combustion chamber (165) is determined on the basis of the boundary condition and a fifth predefined parameter, wherein the optimal combustion centroid (540) is determined based on a second parameter and the constraint condition, - wherein the ignition delay (530) is determined on the basis of at least one mixture property of the fuel-air mixture in the combustion chamber (165) and the optimal combustion center of gravity (540). Verfahren nach Anspruch 5, - wobei auf Grundlage des optimalen Verbrennungsschwerpunkts (540) ein optimaler Wirkungsgrad ermittelt wird, - wobei eine Differenz zwischen dem optimalen Wirkungsgrad und dem gewünschten Wirkungsgrad ermittelt wird, - wobei auf Grundlage der Differenz ein Korrekturfaktor ermittelt wird, - wobei ein Produkt aus dem Korrekturfaktor und der Brenndauer (BD) und/oder des Zündverzugs (530) bei der Ermittlung des Zündzeitpunkts (520, 525) berücksichtigt wird.Method according to Claim 5 in which an optimum efficiency is determined on the basis of the optimal combustion center of gravity (540), wherein a difference between the optimum efficiency and the desired efficiency is determined, wherein a correction factor is determined on the basis of the difference, wherein a product of the correction factor and the burn duration (BD) and / or the ignition delay (530) is taken into account in the determination of the ignition timing (520, 525). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Zündzeitpunkt (520, 525) auf Grundlage eines symmetrischen Brennverlaufs (510, 515) des Brennstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum (165) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, - Wherein the ignition timing (520, 525) based on a symmetrical combustion curve (510, 515) of the fuel-air mixture in the combustion chamber (165) is determined. Steuergerät (110) für eine Brennkraftmaschine (105), - wobei das Steuergerät (110) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control unit (110) for an internal combustion engine (105), - wherein the control device (110) is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
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