Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Gasmotors

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Gasmotors, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug.

Verbrennungskraftmaschinen wie beispielsweise Gasmotoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Eine solche Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum auf, welcher innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine zumindest mit Luft und Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in deren befeuerten Betrieb, versorgt wird. Dadurch wird innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in dem Brennraum ein auch als Kraftstoff-Luft-Gemisch bezeichnetes Gemisch gebildet, welches zumindest den Kraftstoff und die Luft, die in den Brennraum eingebracht werden, umfasst. Wie ferner hinlänglich bekannt ist, weist das Gemisch ein Verbrennungsluftverhältnis auf, welches auch als Lambda (l) bezeichnet wird. Das Verbrennungsluftverhältnis wird auch Luftverhältnis oder Luftzahl genannt und ist eine dimensionslose Kennzahl, die das Massenverhältnis von der Luft zu dem Kraftstoff angibt. Das Verbrennungsluftverhältnis setzt die tatsächlich für eine Verbrennung des Gemisches beziehungsweise des Kraftstoffs zur Verfügung stehende Luftmasse ins Verhältnis zur mindestens notwendigen stöchiometrischen Luftmasse, die für eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs mindestens benötigt wird. Beträgt das Verbrennungsluftverhältnis 1 , so gilt das Verbrennungsluftverhältnis als stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis. Ist das Verbrennungsluftverhältnis größer als 1 , so umfasst das Gemisch eine höhere Masse an Luft, als zur vollständigen Verbrennung des Kraftstoffes notwendig ist, sodass das Gemisch mager ist. Ist das Verbrennungsluftverhältnis kleiner als 1 , so ist die tatsächliche Luftmasse geringer als die Luftmasse, die mindestens für eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes nötig ist, sodass das Gemisch fett ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Gasmotors, bereitzustellen, sodass eine besonders hohe spezifische Leistung und ein besonders hoher Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden können, wobei gleichzeitig die Schadstoffemissionen der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum auf. Insbesondere kann die Verbrennungskraftmaschine mehrere, beispielsweise als Zylinder ausgebildete Brennräume aufweisen. Das Verfahren wird vorzugsweise während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt, wobei während des befeuerten Betriebs in dem Brennraum Verbrennungsvorgängen ablaufen. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei beispielsweise eine Abtriebswelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des beispielsweise als Nutzfahrzeug, insbesondere als Bus, ausgebildeten Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei vorzugsweise als Vier-Takt-Motor ausgebildet. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine genau zwei vollständige Umdrehungen der beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle und somit 720 Grad Kurbelwinkel umfasst. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels läuft in dem Brennraum eine Verbrennung ab, welche auch als Verbrennungsprozess bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet, sodass in dem Brennraum ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Der Kolben ist beispielsweise über ein Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle verbunden, wobei der Kolben durch die jeweilige, innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in dem Brennraum ablaufende Verbrennung angetrieben wird. Hierdurch wird die Abtriebswelle angetrieben und dadurch um ihre Drehachse gedreht.

Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird mittels einer auch als Steuergerät bezeichneten elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs, ein erster Soll-Wert einer innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine in deren Brennraum einzubringenden Menge an Luft ermittelt, indem der erste Soll-Wert in Abhängigkeit von einer aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von einem von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere über die Abtriebswelle, bereitzustellenden Drehmoment aus einem in einer Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten ersten Kennfeld abgerufen wird. Unter der aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ist eine aktuelle Drehzahl zu verstehen, mit welcher sich die Abtriebswelle aktuell beziehungsweise derzeitig um ihre Drehachse, insbesondere relativ zu wenigstens einem Gehäuseelement der Verbrennungskraftmaschine, dreht.

Das Gehäuseelement ist beispielsweise ein Kurbelgehäuse, an welchem die Abtriebswelle drehbar gelagert ist. Unter dem von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellenden Drehmoment ist ein Drehmoment zu verstehen, welches von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere über ihre Abtriebswelle, bereitgestellt werden soll. Mit anderen Worten ist unter dem von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellenden Drehmoment eine Drehmomentenanforderung zu verstehen, die, beispielsweise von der elektronischen Recheneinrichtung, an die Verbrennungskraftmaschine gestellt wird. Die Drehmomentanforderung wird beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs eingestellt beziehungsweise vorgegeben, indem der Fahrer ein Bedienelement betätigt, insbesondere bewegt. Das Bedienelement ist beispielsweise ein auch als Fahrpedal bezeichnetes Pedal, das von dem Fahrer mit dessen Fuß betätigt und dadurch beispielsweise in unterschiedliche Stellungen bewegt werden kann. Die jeweilige Stellung korrespondiert mit einer jeweiligen Drehmomentanforderung, die dann, wenn das Pedal von dem Fahrer in die jeweilige Stellung bewegt wird, an die Verbrennungskraftmaschine gestellt wird. Dies bedeutet, dass der Fahrer durch Betätigen des Bedienelements das von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellende Drehmoment vorgeben beziehungsweise einstellen kann. Beispielsweise wandelt die elektronische Recheneinrichtung die durch den Fahrer bewirkte Betätigung des Bedienelements in die Drehmomentanforderung, das heißt in das von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellende Drehmoment, um, sodass beispielsweise die Drehmomentanforderung von der elektronischen Recheneinrichtung an die Verbrennungskraftmaschine gestellt wird. Flierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die elektronische Recheneinrichtung die Verbrennungskraftmaschine derart betreibt, insbesondere derart regelt oder steuert, dass das von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellende beziehungsweise angeforderte Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere über die Abtriebswelle, bereitgestellt wird.

Das jeweilige Arbeitsspiel, für welches beispielsweise der erste Soll-Wert der innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den Brennraum einzubringenden Menge der Luft ermittelt wird, wird auch als betrachtetes Arbeitsspiel bezeichnet.

Bei einem zweiten Schritt des Verfahrens wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zweiter Soll-Wert ermittelt, indem der zweite Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von einer aktuellen Menge an dem Brennraum zugeführter Luft aus einem in der Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten zweiten Kennfeld abgerufen wird. Unter der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft ist eine auch als Luftmenge bezeichnete Menge der Luft zu verstehen, die beispielsweise aktuell, insbesondere zu einem Zeitpunkt, zu welchem der zweite Schritt durchgeführt wird, in dem Brennraum aufgenommen ist. Ferner kann unter der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft folgendes verstanden werden: Die innerhalb des betrachteten Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine in deren Brennraum einzubringende Menge der Luft ist eine Luftmenge, die beispielsweise innerhalb des betrachteten Arbeitsspiels in den Brennraum eingebracht wird oder werden soll, wobei das betrachtete Arbeitsspiel bezogen auf die Ermittlung des ersten Soll-Werts und des zweiten Soll-Werts in der Zukunft liegt beziehungsweise sich zeitlich an die Ermittlung des ersten Soll-Werts und des zweiten Soll-Werts anschließt, da beispielsweise zunächst der erste Soll-Wert berechnet wird beziehungsweise berechnet werden muss, wobei erst daraufhin gegebenenfalls eine mit dem ersten Soll- Wert korrespondierende Luftmenge in den Brennraum eingebracht werden kann. Diesbezüglich ist beispielsweise unter der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft eine Luftmenge zu verstehen, die dem Brennraum innerhalb eines dem betrachteten Arbeitsspiel zeitlich vorweggehenden, früheren Arbeitsspiels zugeführt wird beziehungsweise wurde, wobei das frühere Arbeitsspiel beispielsweise dem betrachteten Arbeitsspiel oder dem ersten Schritt oder dem zweiten Schritt unmittelbar vorweggeht, sodass zwischen dem betrachteten Arbeitsspiel und dem früheren Arbeitspiel beziehungsweise dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt kein weiteres Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine liegt.

Innerhalb des zweiten Schritts des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der zweite Soll- Wert ein zweiter Soll-Wert einer innerhalb des betrachteten Arbeitsspiels in den Brennraum einzubringende Menge an rückgeführtem Abgas ist. Alternativ ist es innerhalb des zweiten Schritts vorgesehen, dass der zweite Soll-Wert ein zweiter Soll- Wert einer in einem innerhalb des betrachteten Arbeitsspiels in den Brennraum einzubringenden Gemisch enthaltenen Menge an Wasser, insbesondere Wasserdampf, ist.

Bei einem dritten Schritt des Verfahrens wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zum ersten Soll-Wert und zum zweiten Soll-Wert gehörender dritter Soll-Wert eines innerhalb des betrachteten Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt, indem der dritte Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem in der Speichereinrichtung gespeicherten dritten Kennfeld abgerufen wird. Unter dem im Folgenden verwendeten Begriff „Arbeitsspiel“ ist das betrachtete Arbeitsspiel zu verstehen, wenn nicht explizit ein anderes Arbeitsspiel wie beispielsweise das frühere Arbeitsspiel genannt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein kennfeldbasiertes Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in deren befeuerten Betrieb. Dabei wurde gefunden, dass sich durch das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders hohe spezifische Leistung und ein besonders hoher Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine realisieren lassen. Gleichzeitig können die Schadstoffemissionen der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine ein Gasmotor ist beziehungsweise als Gasmotor betrieben wird. Hierbei wird als der Kraftstoff vorzugsweise ein gasförmiger Kraftstoff verwendet, welcher vorzugsweise gasförmig in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt in den Brennraum eingeblasen, wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Gasmotor als ein Wasserstoffmotor ausgebildet ist. Hierbei wird als der Kraftstoff Wasserstoff (H2) verwendet, welcher, insbesondere gasförmig, in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt in den Brennraum eingeblasen, wird.

Um einen besonders emissionsarmen Betrieb zu realisieren, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine in einem Magerbetrieb betrieben wird, sodass das Verbrennungsluftverhältnis, das auch als Lambda (l) bezeichnet wird, größer als 1 ist und vorzugsweise mindestens 1 ,2 beträgt oder demgegenüber größer ist.

Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Stöchiometrisch betriebene Wasserstoff-Saugmotoren mit katalytischer Abgasnachbehandlung sind hinlänglich bekannt und weisen Vorteile hinsichtlich einer nur geringen Schadstoffemission und einer geringen technischen Komplexität auf. Nachteile von solchen stöchiometrisch betriebenen Saugmotoren mit katalytischer Abgasnachbehandlung liegen jedoch in einem sehr geringen Wirkungsgrad, welcher üblicherweise geringer als 30 Prozent ist, und in einer geringen spezifischen Leistung, da ein nur sehr geringer effektiver Mitteldruck von weniger als 10 bar realisiert werden kann. Außerdem sind turboaufgeladene Wasserstoff-Magermotoren ohne Abgasnachbehandlung bekannt. Diese weisen geringe Schadstoffemissionen und einen hohen Wirkungsgrad von üblicherweise mehr als 40 Prozent auf. Gegenüber Saugmotoren weisen derartige turboaufgeladene Magermotoren und Abgasnachbehandlungen eine erhöhte spezifische Leistung auf, die jedoch durch die Klopfgrenze und den hohen Luftbedarf stark begrenzt ist. Um die spezifische Leistung weiter anzu heben, ist - wie gefunden wurde - der Einsatz einer Abgasrückführung vorteilhaft. Im Rahmen einer solchen Abgasrückführung wird Abgas der Verbrennungskraftmaschine rückgeführt und in den Brennraum eingebracht. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird der Brennraum zumindest mit Kraftstoff und mit Luft versorgt, sodass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wenigstens oder genau ein auch als Kraftstoff-Luft-Gemisch bezeichnetes Gemisch gebildet wird, welches den Kraftstoff und die Luft aufweist, die dem Brennraum zugeführt werden beziehungsweise wurden. Wird eine Abgasrückführung durchgeführt, so umfasst das Gemisch auch rückgeführtes Abgas. Das Gemisch weist dabei das zuvor genannte Verbrennungsluftverhältnis auf. Wie gefunden wurde, hat eine Abgasrückführung eine ähnliche Wirkung wie eine Erhöhung des Verbrennungsluftverhältnisses und bewirkt insbesondere eine sinkende Stickstoffoxidbildung. Experimentelle Untersuchungen der Anmelderin ergaben unerwarteterweise einen überproportionalen Einfluss der Abgasrückführung beziehungsweise deren Abgasrückführrate auf die, ebenso experimentell ermittelte, Leistung und Drehmoment begrenzende Klopfgrenze der Verbrennungskraftmaschine. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei Zugabe von Abgas zum auch als Frischgemisch bezeichneten Kraftstoff-Luft-Gemisch ein benötigter Luftüberschuss, der durch das Verbrennungsluftverhältnis gekennzeichnet wird, stark reduziert werden kann. Bei einem effektiven Mitteldruck PME von 16 bar kann beispielsweise ein Verbrennungsluftverhältnis von 2,4 ohne Abgasrückführung auf ein Verbrennungsluftverhältnis von weniger als 1 ,7 mit Abgasrückführung reduziert werden. In der Folge wird auch die Zylinderladung reduziert, wodurch der Druck im auch als Zylinder bezeichneten beziehungsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum abnimmt und die mechanische Belastung der Verbrennungskraftmaschine verringert wird. Es zeigte sich, dass durch den Einsatz einer Abgasrückführung (AGR) die spezifische Leistung und das Drehmoment der auch als Motor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine um mehr als 10 bis 15 Prozent angehoben werden kann. Gleichzeitig wird der Wirkungsgrad des Motors erhöht, die Schadstoffemissionen werden reduziert. Bei Anwendung einer inneren Gemischbildung, in deren Rahmen der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingebracht, insbesondere eingeblasen oder eingespritzt, wird, scheint eine Anhebung der spezifischen Leistungen des Drehmoments um mehr als 20 bis 25 Prozent realisierbar.

Als problematisch hat sich jedoch eine auch als Drehmomentsteuerung bezeichnete Einstellung des von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von der Abtriebswelle, bereitzustellenden Drehmoments, insbesondere während eines Betriebs, erwiesen, insbesondere bei Anwendung von äußerer Gemischbildung. Im Rahmen der äußeren Gemischbildung wird der Kraftstoff beispielsweise an einer stromauf des Brennraums angeordneten Stelle eines von der Luft durchströmbaren Einlasstrakts der Verbrennungskraftmaschine in den Einlasstrakt eingebracht, insbesondere eingespritzt oder eingeblasen. Als Ursachen für Probleme bei der Einstellung des Drehmoments wurden identifiziert:

Bei ottomotorischen Steuerungen wird die Leistungsabgabe üblicherweise über die Luftmenge gesteuert, die dem Motor zugeführt wird. Die zugeführte Luftmasse wird bestimmt. Daraus wird mittels eines Lambda-Soll-Werts, der in Kennfeldern hinterlegt ist, die benötigte Kraftstoffmenge bestimmt. Ebenso wird in Abhängigkeit von aktueller Drehzahl und aktueller Luftmasse in einem Kennfeld der optimale Zündwinkel abgelegt.

Unter Einbeziehung der AGR-Rate ist die Bestimmung des Lambda-Soll-Werts einzig über ein Kennfeld nicht mehr möglich, weil ein der AGR-Rate nicht angepasstes zu niedriges Lambda zu klopfender Verbrennung führt. Wird dagegen ein zu hohes Lambda eingestellt, kann das angeforderte Drehmoment nicht erreicht werden. Weiterhin muss der Zündwinkel in Abhängigkeit von der AGR-Rate korrigiert werden, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen und Klopfen zu vermeiden.

Es ist also notwendig beziehungsweise wünschenswert, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem das angeforderte Drehmoment bereitgestellt wird, indem die benötigte Luftmasse, die gegebenenfalls vorgesehene beziehungsweise benötigte AGR-Rate, ein optimaler Zündwinkel und die dazugehörige Kraftstoffmasse bestimmt und beispielsweise vorgesteuert und eingeregelt werden. Die Komplexität dieses Wunsches wird dadurch noch weiter erhöht, dass die Regel- und Steuerkreise des Luft-, AGR- und Kraftstoffpfads durch die Vermischung aller Komponenten in einem auch als Saugrohr bezeichneten Ladegemischverteilerrohr sich gegenseitig beeinflussen. Bei der direkten Einbringung beziehungsweise Einspritzung oder Einblasung des Kraftstoffs in den Brennraum kann der Kraftstoffpfad vom Luft- und AGR-Pfad entkoppelt werden, wodurch die Komplexität etwas reduziert werden kann.

Die zuvor genannten Probleme können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, sodass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sowie eine besonders hohe spezifische Leistung und ein hoher Wirkungsgrad der vorzugsweise als Gasmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine realisiert werden können.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein vierter Soll-Wert des innerhalb des betrachteten Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird, indem der vierte Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem in der Speichereinrichtung gespeicherten vierten Kennfeld abgerufen wird, wobei durch Einstellen des Verbrennungsluftverhältnisses auf den vierten Soll-Wert ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung erreichbar ist. Mit anderen Worten, würde das Verbrennungsluftverhältnis tatsächlich auf den vierten Soll-Wert eingestellt beziehungsweise würde tatsächlich der vierte Soll-Wert des Verbrennungsluftverhältnisses eingestellt, so würde daraus ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung, das heißt während eine Abgasrückführung unterbleibt, erreicht, wobei es im Rahmen des Verfahrens nicht notwendigerweise vorgesehen ist, dass das Verbrennungsluftverhältnis tatsächlich auf den vierten Soll-Wert eingestellt wird. Der vierte Soll-Wert ist somit beispielsweise lediglich ein Hilfs- oder Stützwert, der zu einem abgasrückfüh dreien und gleichzeitig klopffreien Betrieb der Verbrennungskraftmaschine führen kann, wenn der vierte Soll- Wert eingestellt würde, wobei der vierte Soll-Wert nicht notwendigerweise tatsächlich eingestellt wird. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung durch Interpolation, insbesondere durch lineare Interpolation, zwischen dem dritten Soll-Wert und dem vierten Soll-Wert ein fünfter Soll-Wert des innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird, wobei das Verbrennungsluftverhältnis mittels der elektronischen Recheneinrichtung auf den fünften Soll-Wert eingestellt wird. Hier ist erkennbar, dass der vierte Soll-Wert als Hilfs- beziehungsweise Stützwert verwendet wird, um eine Interpolation zwischen dem dritten Soll-Wert und dem vierten Soll-Wert durchzuführen und um dadurch anhand des dritten Soll-Werts und des vierten Soll-Werts den fünften Soll-Wert zu ermitteln, insbesondere zu berechnen. Schließlich wird das Verbrennungsluftverhältnis tatsächlich auf den fünften Soll-Wert eingestellt. Mit anderen Worten wird der fünfte Soll-Wert eingestellt. Hierdurch kann ein besonders emissionsarmer sowie wirkungsgradgünstiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Interpolation ergibt, dass der fünfte Soll-Wert dem vierten oder dem dritten Soll-Wert entspricht, sodass schließlich der dritte oder vierte Soll-Wert tatsächlich eingestellt wird. Dabei kann beispielsweise anhand des vierten Soll-Werts die Interpolation durchgeführt werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Verbrennungskraftmaschine besonders emissionsarm und wirkungsgradgünstig sowie mit einer hohen spezifischen Leistung klopffrei betrieben werden kann.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zu dem zweiten Soll-Wert und zu der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft gehörender sechster Soll-Wert eines Zündzeitpunkts ermittelt, indem der sechste Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem fünften Kennfeld abgerufen wird. Der Zündzeitpunkt wird auch als Zündwinkel bezeichnet, da der Zündzeitpunkt mit einer auch als Winkelstellung bezeichneten Drehstellung der Abtriebswelle korrespondiert, wobei zu dem Zündzeitpunkt und somit dann, wenn die Abtriebswelle die mit dem Zündzeitpunkt korrespondierende Drehstellung und somit den Zündwinkel einnimmt, das zuvor genannte Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird. Durch die Zündung des Kraftstoff-Luft- Gemisches wird eine Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bewirkt. Die Zündung erfolgt vorzugsweise durch eine Fremdzündung, insbesondere mittels einer dem Brennraum zugeordneten Zündkerze, indem beispielsweise mittels der Zündkerze innerhalb des betrachteten Arbeitsspiels wenigstens ein oder mehrere Zündfunken in dem Brennraum erzeugt werden.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein siebter Soll-Wert des Zündzeitpunkts ermittelt wird, indem der siebte Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem sechsten Kennfeld abgerufen wird, wobei durch Einstellen des Zündzeitpunkts auf den siebten Soll-Wert ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung erreichbar ist. Die vorigen Ausführungen zu dem vierten Soll-Wert können ohne weiteres auch auf den siebten Soll-Wert übertragen werden. Dies bedeutet, dass der Zündzeitpunkt nicht notwendigerweise tatsächlich auf den siebten Soll-Wert eingestellt wird, sondern der siebte Soll-Wert ist ein weiterer Hilfs beziehungsweise Korrekturwert. Würde der Zündzeitpunkt auf den siebten Soll-Wert eingestellt, so würde daraus ein abgasrückführfreier und gleichzeitig klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine resultieren. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, würde der Zündzeitpunkt auf den siebten Soll-Wert eingestellt, so würde daraus resultieren, dass ein Klopfen der Verbrennungskraftmaschine unterbliebe, während die Verbrennungskraftmaschine ohne die Abgasrückführung betrieben wird, das heißt während eine Abgasrückführung unterbleibt. Dabei muss jedoch der Zündzeitpunkt nicht notwendigerweise auf den siebten Soll-Wert tatsächlich eingestellt werden.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn durch Interpolation, vorzugsweise in Abhängigkeit von der tatsächlichen AGR-Rate, insbesondere durch lineare Interpolation, zwischen dem sechsten Soll-Wert und dem siebten Soll-Wert ein achter Soll-Wert des Zündzeitpunkts ermittelt wird, wobei der Zündzeitpunkt mittels der elektronischen Recheneinrichtung tatsächlich auf den achten Soll-Wert eingestellt wird. Hieran ist erkennbar, dass der siebte Soll-Wert als Hilfs- beziehungsweise Stützwert genutzt wird, um anhand des sechsten Soll-Werts und des siebten Soll-Werts durch Interpolation zwischen dem sechsten und siebten Soll-Wert den achten Soll-Wert zu ermitteln, insbesondere zu berechnen. Schließlich wird der Zündzeitpunkt tatsächlich auf den achten Soll-Wert eingestellt. Dabei ist es denkbar, dass die Interpolation ergibt, dass der achte Soll-Wert dem sechsten oder siebten Soll-Wert entspricht, jedoch wird der siebte Soll-Wert genutzt, um die Interpolation durchzuführen und somit den achten Soll-Wert zu ermitteln.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen dem zweiten Soll-Wert und einer aktuellen Menge an dem Brennraum zugeführten, rückgeführten Abgas anhand einer ersten Kennlinie ein Abmagerungsfaktor ermittelt wird, welcher größer als oder gleich 1 ist. Dabei wird beispielsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein vierter Soll-Wert des innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt, indem der dritte Soll-Wert mit dem Abmagerungsfaktor multipliziert wird, wobei das Verbrennungsluftverhältnis mittels der elektronischen Recheneinrichtung auf den vierten Soll-Wert tatsächlich eingestellt wird. Mit anderen Worten wird hierbei der vierte Soll-Wert dadurch berechnet, dass der dritte Soll-Wert mit dem Abmagerungsfaktor multipliziert wird, sodass der vierte Soll-Wert das Ergebnis der Multiplikation des Abmagerungsfaktors mit dem dritten Soll-Wert ist.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zu dem zweiten Soll-Wert und zu der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft gehöhrender fünfter Soll-Wert eines Zündzeitpunkts ermittelt wird, indem der fünfte Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem vierten Kennfeld abgerufen wird. Außerdem ist es dabei vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen dem zweiten Soll-Wert und der aktuellen Menge des dem Brennraum zugeführten, rückgeführten Abgases anhand einer zweiten Kennlinie ein Abstandswert ermittelt wird, welcher mit dem fünften Soll-Wert addiert wird, wodurch ein sechster Soll-Wert des Zündzeitpunkts ermittelt wird, wobei der Zündzeitpunkt mittels der elektronischen Recheneinrichtung auf den sechsten Soll-Wert eingestellt wird.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein minimal zulässiger Grenzwert des innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird, indem der minimal zulässige Grenzwert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen dem zweiten Soll-Wert und einer aktuellen Menge an dem Brennraum zugeführtem, rückgeführtem Abgas aus einem vierten Kennfeld abgerufen wird.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der dritte Soll-Wert als ein erster Auswahlwert und der minimal zulässige Grenzwert als ein zweiter Auswahlwert verwendet wird, wobei die elektronische Recheneinrichtung aus den Auswahlwerten den größeren der Auswahlwerte auswählt, und wobei das Verbrennungsluftverhältnis mittels der elektronischen Recheneinrichtung auf den ausgewählten Auswahlwert eingestellt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein Ist-Wert einer in dem dem Brennraum aktuell zugeführten Gemisch enthaltenen Menge an Wasser ermittelt, indem der Ist-Wert in Abhängigkeit von einem aktuellen Verbrennungsluftverhältnis in dem Brennraum und in Abhängigkeit von einer aktuellen Menge an dem Brennraum zugeführtem, rückgeführtem Abgas aus einem fünften Kennfeld abgerufen wird. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorgesehen, wenn der zweite Soll-Wert der zweite Soll-Wert der in dem Gemisch enthaltenen Menge an Wasser ist.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein fünfter Soll-Wert der innerhalb des Arbeitsspiels in den Brennraum einzubringenden Menge an rückgeführtem Abgas ermittelt wird, indem der fünfte Soll-Wert in Abhängigkeit von dem dritten Soll-Wert und in Abhängigkeit von dem zweiten Soll-Wert aus einem sechsten Kennfeld abgerufen wird. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorgesehen, wenn der zweite Soll-Wert der zweite Soll-Wert der in dem Gemisch enthaltenen Menge an Wasser ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zu dem zweiten Soll-Wert und zu der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft gehörender sechster Soll-Wert eines Zündzeitpunkts ermittelt, indem der sechste Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem siebten Kennfeld abgerufen wird. Außerdem wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein siebter Soll-Wert des Zündzeitpunkts ermittelt, indem der siebte Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem achten Kennfeld abgerufen wird, wobei durch Einstellen des Zündzeitpunkts auf den siebten Soll-Wert ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung erreichbar ist. Das jeweilige Kennfeld ist in der Speichereinrichtung gespeichert. Der siebte Soll-Wert ist beispielsweise ein dritter Hilfs- beziehungsweise Stützwert, wobei der Zündzeitpunkt nicht notwendigerweise tatsächlich auf den siebten Soll-Wert eingestellt wird, sondern aus einer gegebenenfalls erfolgenden beziehungsweise hypothetischen Einstellung des Zündzeitpunkts auf den siebten Soll-Wert wurde ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung, das heißt dann, wenn eine Abgasrückführung unterbleibt, resultieren.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung durch Interpolation, insbesondere durch lineare Interpolation, zwischen dem sechsten Soll-Wert und dem siebten Soll-Wert ein achter Soll-Wert des Zündwinkels ermittelt wird, wobei der Zündwinkel mittels der elektronischen Recheneinrichtung tatsächlich auf den achten Soll-Wert eingestellt wird. Hieran ist erkennbar, dass der siebte Soll-Wert ein Hilfs- beziehungsweise Stützwert ist, auf Basis dessen der achte Soll-Wert, auf welchen der Zündzeitpunkt dann tatsächlich eingestellt wird, durch Interpolation zwischen dem siebten Soll-Wert und dem sechsten Soll-Wert ermittelt, insbesondere berechnet, wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in: Fig. 1 Diagramme zum Veranschaulichen einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 Diagramme zum Veranschaulichen einer zweiten Ausführungsform des

Verfahrens;

Fig. 3 Diagramme zum Veranschaulichen einer dritten Ausführungsform des

Verfahrens;

Fig. 4 Diagramme zum Veranschaulichen einer vierten Ausführungsform des

Verfahrens; und

Fig. 5 Diagramme zum Veranschaulichen einer fünften Ausführungsform des

Verfahrens.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im Folgenden werden unterschiedliche Ausführungsformen eines Verfahrens zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, beschrieben. Das Verfahren wird dabei während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum auf, in welchem beispielsweise ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens ein beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Gehäuseelement auf, an welchem eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine drehbar gelagert ist. Somit kann sich die Abtriebswelle mit einer Drehzahl um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehen, wobei die Drehzahl variieren kann. Der Kolben ist beispielsweise über ein Pleuel gelenkig mit der insbesondere als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder (Brennraum) in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle um ihre Drehachse umgewandelt werden.

Ein Arbeitsspiel der beispielsweise als Vier-Takt-Motor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine umfasst genau zwei vollständige Umdrehungen und somit 720 Grad Kurbelwinkel der Abtriebswelle, wobei innerhalb des Arbeitsspiels zumindest Luft und Kraftstoff in den Brennraum eingeleitet werden. Mittels des Verfahrens werden beispielsweise für das jeweilige Arbeitsspiel jeweilige Mengen des Kraftstoffes und der Luft ermittelt, insbesondere berechnet, wobei das jeweilige Arbeitsspiel, für welches die Mengen berechnet werden, auch als betrachtetes Arbeitsspiel bezeichnet wird. Dem betrachteten Arbeitsspiel geht beispielsweise ein früheres Arbeitsspiel undmittelbar beziehungsweise direkt vorweg, sodass zwischen dem betrachteten Arbeitsspiel und dem früheren Arbeitsspiel keine weiteren Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine liegen. Wird im Folgenden von„dem Arbeitsspiel“ oder„dem jeweiligen Arbeitsspiel“ gesprochen, so ist darunter das betrachtete Arbeitsspiel zu verstehen. Die Luft und der Kraftstoff, die dem Brennraum zugeführt werden, bilden eine auch als Kraftstoff-Luft- Gemisch bezeichnetes Gemisch, welches zumindest den Kraftstoff und die Luft umfasst. Das innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels gebildete Gemisch wird gezündet und verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Durch das Zünden des Gemisches wird das Gemisch verbrannt, sodass innerhalb des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum ablaufen. Insbesondere läuft innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels genau eine Verbrennung ab. Durch die Verbrennung des Gemisches werden der Kolben und über den Kolben die Abtriebswelle angetrieben, wodurch die Verbrennungskraftmaschine über ihre Abtriebswelle ein Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellt beziehungsweise bereitstellen kann.

Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine ein Gasmotor und vorzugsweise ein Wasserstoffmotor, sodass als der Kraftstoff, welcher auch als Brennstoff bezeichnet wird, ein gasförmiger Kraftstoff und vorzugsweise Wasserstoff verwendet wird. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird der Kraftstoff in den Brennraum eingebracht, insbesondere in den Brennraum eingeblasen. Unter einer Abgasrückführung ist zu verstehen, dass Abgas der Verbrennungskraftmaschine rückgeführt und in den Brennraum eingebracht wird, sodass das Gemisch auch das rückgeführte Abgas umfasst.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Verfahrens. Die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise das Kraftfahrzeug umfasst beispielsweise eine auch Steuergerät oder Motorsteuerung oder Motorsteuergerät bezeichnete elektronische Recheneinrichtung, mittels welcher das Verfahren durchgeführt wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird ein erster Soll- Wert ml_soll an einer innerhalb des Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine in deren Brennraum einzubringenden Menge der Luft ermittelt, insbesondere berechnet, indem der erste Soll-Wert ml_soll in Abhängigkeit von einer aktuellen Drehzahl n_mot der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Abtriebswelle und in Abhängigkeit von einem von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitzustellenden Drehmoment M_soll aus einem in einer Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten ersten Kennfeld KF_1 abgerufen wird. Das von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellende Drehmoment M_soll ist eine an die Verbrennungskraftmaschine gestellte Drehmomentanforderung, welche beispielsweise von der elektronischen Recheneinrichtung an die Verbrennungskraftmaschine gestellt wird, insbesondere derart, dass die elektronische Recheneinrichtung die Verbrennungskraftmaschine derart betreibt, insbesondere derart regelt oder steuert, dass die Verbrennungskraftmaschine die Drehmomentanforderung über die Abtriebswelle bereitstellt. Insbesondere wird beispielsweise die Drehmomentanforderung von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs eingestellt, indem der Fahrer ein beispielsweise als Pedal ausgebildetes Bedienelement betätigt, insbesondere bewegt. Die Drehmomentanforderung ist somit ein Drehmomentsollwert.

Vorzugsweise ist es zumindest bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass eine Abgasrückführung durchgeführt wird. Im Rahmen der Abgasrückführung wird eine Menge des Abgases der Verbrennungskraftmaschine rückgeführt und in den Brennraum eingebracht, wobei die Menge des Abgases, die rückgeführt wird, auch als AGR-Rate beziehungsweise Abgasrückführrate bezeichnet wird. Bei dem Ermitteln des ersten Soll-Werts M_soll wird beispielsweise eine Bereitstellung einer optimalen AGR- Rate zugrundegelegt. Ferner wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zweiter Soll-Wert ermittelt, indem der zweite Soll-Wert in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Abtriebswelle und in Abhängigkeit von einer aktuellen Menge mljst an dem Brennraum zugeführter Luft aus einem in der Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten zweiten Kennfeld KF_2 abgerufen wird. Die aktuelle Menge der dem Brennraum zugeführten Luft ist beispielsweise eine Luftmenge, die aktuell in dem Brennraum aufgenommen ist beziehungsweise die dem Brennraum innerhalb des früheren Arbeitsspiels zugeführt wird beziehungsweise wurde. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist der zweite Soll-Wert ein zweiter Soll-Wert einer innerhalb des Arbeitsspiels in den Brennraum einzubringenden Menge an rückgeführtem Abgas, wobei bei der ersten Ausführungsform der zweite Soll-Wert mit AGR_soll bezeichnet ist. Der zweite Soll- Wert AGR_soll wird auch als AGR-Sollwert bezeichnet und ist beispielsweise die zuvor genannte AGR-Rate, deren Bereitstellung beispielsweise bei der Ermittlung des ersten Soll-Werts ml_soll zugrundegelegt wird. Außerdem wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zu dem ersten Soll-Wert ml_soll und zu dem zweiten Soll-Wert AGR_soll gehörender dritter Soll-Wert Lbd_wunsch eines innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses des Gemisches ermittelt, indem der dritte Soll-Wert Lbd_wunsch in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge mljst der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem in der Speichereinrichtung gespeicherten dritten Kennfeld KF_3 abgerufen wird. Der erste Soll-Wert mjsoll ist ein Luftmassensollwert, welcher eine Luftmasse charakterisiert, die zur tatsächlichen Realisierung der Drehmomentanforderung notwendig ist. In dem ersten Kennfeld KF_1 wird somit die zur Drehmomentrealisierung notwendige Luftmasse als Funktion der aktuellen Motordrehzahl und angefordertem Drehmoment abgelegt. Dabei wird die Bereitstellung der optimalen AGR-Rate zugrundegelegt. In dem zweiten Kennfeld KF_2 wird die optimale AGR-Rate (AGR-Sollwert beziehungsweise AGR_soll) als Funktion der Motordrehzahl (n_mot) und der aktuellen Luftmasse (mljst) abgelegt. Das dritte Kennfeld KF_3 enthält den zum AGR-Sollwert und zur aktuellen Luftmasse zugehörigen Lambdawert als Funktion der Motordrehzahl und der aktuellen Luftmasse, wobei der Lambdawert auch als Lambdajahrerwunsch bezeichnet wird und durch den dritten Soll-Wert Lbd wünsch charakterisiert wird. Bei der ersten Ausführungsform wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein vierter Soll-Wert Lbd_0 des innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses, welches auch als Lambda (l) bezeichnet wird, ermittelt, indem der vierte Soll-wert Lbd_0 in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge mljst der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem in der Speichereinrichtung gespeicherten vierten Kennfeld KF_4 abgerufen wird, wobei durch Einstellen des Verbrennungsluftverhältnisses auf den vierten Soll-Wert Lbd_0 ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung erreichbar ist beziehungsweise erreicht werden könnte. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird eine Interpolation, insbesondere eine Linear-Interpolation, zwischen dem dritten Soll-Wert und dem vierten Soll-Wert durchgeführt, wodurch ein fünfter Soll-Wert des innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird, wobei das Verbrennungsluftverhältnis mittels der elektronischen Recheneinrichtung auf den fünften Soll-Wert eingestellt wird. Somit ist es vorgesehen, dass der vierte Soll-Wert lediglich als Hilfs- beziehungsweise Stützwert verwendet wird, um anhand des vierten Soll-Werts und anhand des dritten Soll-Werts den fünften Soll-Wert zu berechnen. Außerdem ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein zu dem zweiten Soll-Wert und zu der aktuellen Menge der dem Brennraum zugeführten Luft gehörender sechster Soll-Wert ZW_wunsch eines Zündzeitpunkts ermittelt wird, indem der sechste Soll-Wert ZW_wunsch in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge mljst der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem in der Speichereinrichtung gespeicherten fünften Kennfeld KF_5 abgerufen wird. Außerdem ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein siebter Soll-Wert ZW_0 des Zündzeitpunkts ermittelt wird, indem der siebte Soll-Wert ZW_0 in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge mljst der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem sechsten Kennfeld KF_6 abgerufen wird, wobei durch Einstellen des Zündzeitpunkts auf den siebten Soll-Wert ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung erreichbar ist. Außerdem wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Interpolation, insbesondere eine lineare Interpolation, zwischen dem sechsten Soll-Wert und dem siebten Soll-Wert durchgeführt, wodurch ein achter Soll-Wert des Zündzeitpunkts ermittelt wird, wobei der Zündzeitpunkt mittels der elektronischen Recheneinrichtung tatsächlich auf den achten Soll-Wert eingestellt wird. Zu dem Zündzeitpunkt wird das Gemisch in dem Brennraum gezündet, wodurch eine Verbrennung des Gemisches bewirkt wird. Mit anderen Worten, das fünfte Kennfeld KF_5 enthält den zum AGR-Sollwert und zu der aktuellen Luftmasse zugehörigen und auch als Zündwinkel bezeichneten Zündzeitpunkt als Funktion der Motordrehzahl und der aktuellen Luftmasse, wobei dieser zum AGR- Sollwert und zur aktuellen Luftmasse gehörige Zündwinkel durch ZW_wunsch charakterisiert wird. In dem sechsten Kennfeld KF_6 wird der Zündwinkel als Funktion von aktueller Luftmasse und Motordrehzahl abgelegt, die einen klopffreien Betrieb ohne AGR (Abgasrückführung) zulässt.

Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Abgasturbolader, welcher eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbare Turbine und einen von der Turbine antreibbaren Verdichter zum Verdichten der dem Brennraum zuzuführenden Luft umfasst. Der Turbine ist ein auch als Waste-Gate bezeichnete Umgehungseinrichtung zugeordnet, über welche zumindest ein Teil des Abgases der Verbrennungskraftmaschine die Turbine umgehen kann. Das die Turbine umgehende Abgas treibt die Turbine nicht an. Um eine Menge des die Turbine umgehenden Abgases einzustellen, ist eine auch als Waste-Gate-Ventil bezeichnete Ventileinrichtung vorgesehen. Ferner ist beispielsweise in dem Einlasstrakt eine Drosselklappe angeordnet, mittels welcher eine Menge der dem Brennraum zuzuführenden Luft eingestellt werden kann. Beispielsweise mittels der Ventileinrichtung und mittels der Drosselklappe wird die Luftmasse beziehungsweise eine den Brennraum innerhalb des Arbeitsspiels zuzuführende Luftmenge auf den ersten Soll-Wert ml_soll eingestellt, insbesondere in einem geschlossenen Regelkreis beziehungsweise mittels eines geschlossenen Regelkreises. Dazu wird die Luftmasse über unterschiedliche Verfahren beispielsweise mittels eines Luftmassenmessers und/oder mittels eines Drosselklappenmodells und/oder mittels eines Saugrohrmodells bestimmt. Die zugehörige AGR-Rate wird beispielsweise mittels eines beziehungsweise in einem geschlossenen Regelkreis mittels eines AGR-Ventils eingestellt. Mit anderen Worten wird eine dem Brennraum innerhalb des Arbeitsspiels zuzuführende Menge an rückgeführtem Abgas auf den zweiten Soll-Wert AGR_soll eingestellt, insbesondere mittels des AGR-Ventils. Die AGR-Rate wird über unterschiedliche Verfahren wie beispielsweise eine Venturi-Messung eines AGR- Flusses, ein Saugrohrmodell, eine Messung der Sauerstoff- oder Wasserkondensation im Saugrohr, bestimmt. Die Ermittlung des fünften Soll-Werts erfolgt als lineare Interpolation zwischen Lbd_0 und Lbd_wunsch insbesondere unter Berücksichtigung der aktuellen AGR-Rate und dem AGR-Sollwert. Der fünfte Soll-Wert wird durch Einstellung von Injektionsparameter, auf dessen Basis der Kraftstoff in den Brennraum eingebracht wird, eingestellt und beispielsweise mittels einer Lambdasonde gemessen und in einem geschlossenen Regelkreis eingeregelt. Die Injektionsparameter umfasst beispielsweise einen Druck, insbesondere einen Wasserstoffdruck, mit welchem der Kraftstoff in den Brennraum eingebracht, insbesondere aber nicht notwendigerweise direkt in den Brennraum eingeblasen, wird. Ferner können die Injektionsparameter eine Injektionsdauer umfassen. Die Injektionsdauer ist eine Zeitspanne, während welcher der Kraftstoff in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingeblasen, wird.

Die Ermittlung des achten Soll-Werts erfolgt durch lineare Interpolation zwischen ZW_0 und ZW_wunsch insbesondere unter Berücksichtigung der aktuellen AGR-Rate und dem AGR-Sollwert. Der auch als Zündwinkel bezeichnete Zündzeitpunkt wird beispielsweise durch das Motorsteuergerät unter Berücksichtigung des Sollwinkels auf den achten Soll-Wert eingestellt. Der fünfte Soll-Wert ist mit Lbd_soll bezeichnet, wobei der achte Soll-Wert mit ZW_soll bezeichnet ist. Unter der aktuellen AGR-Rate ist eine aktuelle Menge an dem Brennraum zugeführtem, rückgeführtem Abgas zu verstehen, wobei die aktuelle AGR-Rate beziehungsweise die aktuelle Menge an dem Brennraum zugeführtem, rückgeführtem Abgas in Fig. 1 mit AGRJst bezeichnet ist. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass eine Differenz aus Lbd_0 und Lbd_wunsch gebildet wird. Außerdem wird ein Quotient aus AGRJst und AGR_soll gebildet, wobei der Quotient mit der Differenz multipliziert wird. Das Ergebnis dieser Multiplikation wird von Lbd_0 subtrahiert, wodurch Lbd_soll berechnet wird. Entsprechend wird ZW_soll berechnet.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Verfahrens. Ein Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform ist, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen dem zweiten Soll- Wert AGR_soll und der aktuellen Menge AGRJst des dem Brennraum zugeführten, rückgeführten Abgases anhand einer ersten Kennlinie KL_1 ein Abmagerungsfaktor fac_mag_Lbd ermittelt wird, welcher größer als oder gleich 1 ist. Mit anderen Worten gilt: fac_mag_Lbd > 1. Hierzu wird ein Quotient aus AGRJst und AGR_soll ermittelt, auf dessen Basis anhand der ersten Kennlinie KL_1 der Abmagerungsfaktor ermittelt, insbesondere berechnet, wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird in der Kennlinie KL_1 der Abmagerungsfaktor als Funktion des Quotienten aus AGRJst und AGR_soll abgelegt. Außerdem wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen dem zweiten Soll-Wert AGR_soll und der aktuellen Menge AGRJst des dem Brennraum zugeführten, rückgeführten Abgases anhand einer zweiten Kennlinien KL_2 ein Abstandswert Delta_ZW ermittelt, welcher auch als Offset oder Offset-Wert bezeichnet wird. Mit anderen Worten wird in der zweiten Kennlinie KL_2 der Offset als Funktion des Quotienten aus AGRJst und AGR_soll abgelegt. Außerdem wird beispielsweise bei der zweiten Ausführungsform ZW_wunsch auf die beschriebene Weise ermittelt. Der Soll-Wert ZW_soll des Zündzeitpunkts wird beispielsweise ermittelt, indem Delta_ZW mit ZW_wunsch addiert wird, wobei der Zündzeitpunkt mittels der elektronischen Recheneinrichtung auf den Soll-Wert ZW_soll eingestellt wird. Außerdem wird Lbd_soll ermittelt, indem der Abmagerungsfaktor fac_mag_Lbd mit Lbd_wunsch multipliziert wird. Beispielsweise über die Ventileinrichtung und die Drosselklappe wird die dem Brennraum innerhalb des Arbeitsspiels zuzuführende Menge der Luft auf den ersten Soll-Wert ml_soll eingestellt, insbesondere mittels eines beziehungsweise in einem geschlossenen Regelkreis. Hierzu wird die Luftmasse über unterschiedliche Verfahren wie beispielsweise durch einen Luftmassenmesser und/oder durch ein Drosselklappen- und/oder ein Saugrohrmodell bestimmt. Die zugehörige AGR-Rate beziehungsweise eine dem Brennraum innerhalb des Arbeitsspiels zuzuführende Menge an Abgas wird auf den zweiten Soll-Wert AGR_soll eingestellt, wobei die AGR-Rate beispielsweise über verschiedene Verfahren bestimmt wird. Insbesondere wird die AGR-Rate beziehungsweise der zweite Soll-Wert AGR_soll mittels eines geschlossenen Regelkreises und dabei insbesondere mittels eines AGR-Ventils eingestellt, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisiert werden kann. Eine Bestimmung von ZW_soll erfolgt durch Addition von ZW_wunsch mit Delta_ZW. Der Zündzeitpunkt wird durch das Motorsteuergerät insbesondere unter Berücksichtigung des Sollwinkels auf ZW_soll tatsächlich eingestellt, und das Verbrennungsluftverhältnis wird tatsächlich auf Lbd_soll eingestellt. Insbesondere wird Lbd_soll durch Einstellung der Injektionsparameter eingestellt und mittels der Lambdasonde gemessen. Vorzugsweise wird Lbd_soll in einem geschlossenen Regelkreis eingeregelt. Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Verfahrens. Bei der dritten Ausführungsform wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein minimal zulässiger Grenzwert Lbd_min des innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzustellenden Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt, indem der minimal zulässige Grenzwert Lbd_min in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot der Verbrennungskraftmaschine und in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen dem zweiten Soll-Wert AGR_soll und der aktuellen Menge des dem Brennraum zugeführten, rückgeführten Abgases AGRJst aus dem vierten Kennfeld KF_4 abgerufen wird. Mit anderen Worten wird ein Quotient aus AGRJst und AGR_soll ermittelt. In Abhängigkeit von dem Quotienten und in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot wird aus dem vierten KF_4 oder aus einem siebten Kennfeld KF_7 der minimal zulässige Grenzwert Lbd_min abgerufen. Außerdem wird bei der dritten Ausführungsform der dritte Soll-Wert Lbd_wunsch als ein erster Auswahlwert verwendet, und der minimal zulässige Grenzwert Lbd_min wird als ein zweiter Auswahlwert verwendet. Die elektronische Recheneinrichtung wählt aus den Auswahlwerten den größeren der Auswahlwerte aus, wobei mittels der elektronischen Recheneinrichtung das Verbrennungsluftverhältnis auf den ausgewählten Auswahlwert eingestellt wird. Insgesamt ist erkennbar, dass in dem vierten Kennfeld als Funktion der Motordrehzahl und des Quotienten aus AGRJst und AGR_soll der minimal zulässige und auch als Lambdagrenzwert bezeichnete Grenzwert Lbd_min abgelegt wird. Zur Bestimmung von Lbd_soll, auf welches das Verbrennungsluftverhältnis tatsächlich eingestellt wird, erfolgt eine Maximalauswahl zwischen dem Lambdagrenzwert (Lbd_min) und Lambdajahrerwunsch beziehungsweise Lbd_wunsch. Lbd_soll wird beispielsweise durch Einstellung der Injektionsparameter tatsächlich eingestellt, und der Zündwinkel wird beispielsweise wie bei der ersten Ausführungsform oder wie bei der zweiten Ausführungsform eingestellt. Insgesamt ist erkennbar, dass bei der ersten Ausführungsform, bei der zweiten Ausführungsform und bei der dritten Ausführungsform der zweite Soll-Wert die innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzubringende Menge des rückgeführten Abgases charakterisiert.

Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei welcher der zweite Soll-Wert ein zweiter Soll-Wert, H20_soll, einer in dem innerhalb des Arbeitsspiels in den Brennraum einzubringenden Gemisch enthaltenen Menge an Wasser, insbesondere Wasserdampf, ist. Auch hierbei wird der zweite Soll-Wert H20_soll aus dem zweiten Kennfeld KF_2 oder aus einem zehnten Kennfeld KF_10 in Abhängigkeit von mljst und n_mot abgerufen. Die vierte Ausführungsform geht von der Erkenntnis aus, dass der Wasserdampfgehalt in dem auch als Ansauggemisch bezeichneten Gemisch entscheidend für die Klopfresistenz und die Reduzierung von Stickoxid-Emissionen (NOx-Emissionen) ist. Die vierte Ausführungsform hat den Vorteil, dass durch die Interpolation kein zu fettes Gemisch mit erhöhter Stickoxid-Bildung und erhöhter Klopfneigung entstehen kann. Bei der vierten Ausführungsform wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein aktueller Wassergehalt oder ein Ist-Wert FI20Jst einer in einem dem Brennraum aktuell zugeführten Gemisch enthaltenen Menge an Wasser ermittelt, indem der Ist-Wert FI20Jst in Abhängigkeit von einem aktuellen Verbrennungsluftverhältnis Lbdjst im Brennraum und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge AGRJst des dem Brennraum zugeführten, rückgeführten Abgases aus dem fünften Kennfeld KF_5 oder aus einem achten Kennfeld KF_8 abgerufen wird.

Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird ein Soll-Wert AGR_soll der innerhalb des Arbeitsspiels in den Brennraum einzubringenden Menge an rückgeführtem Abgas ermittelt, indem der Soll-Wert AGR_soll in Abhängigkeit von dem dritten Soll-Wert Lbd_wunsch und in Abhängigkeit von dem Soll-Wert H20_soll aus dem sechsten Kennfeld KF_6 oder aus einem neunten Kennfeld KF_9 abgerufen wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird ein zu dem Soll-Wert H20_soll und zu der aktuellen Menge mljst der dem Brennraum zugeführten Luft gehörender Soll-Wert ZW_wunsch des Zündzeitpunkts ermittelt, indem der Soll-Wert ZW_wunsch in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge mljst der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem siebten Kennfeld KF_7 oder aus einem fünften Kennfeld KF_5 abgerufen wird. Außerdem wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein Soll-Wert ZW_0 des Zündzeitpunkts ermittelt, indem der Soll-Wert ZW_0 in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl n_mot und in Abhängigkeit von der aktuellen Menge mljst der dem Brennraum zugeführten Luft aus einem achten Kennfeld KF_8 oder aus einem sechsten Kennfeld KF_6 abgerufen wird, wobei beispielsweise durch Einstellen des Zündzeitpunkts auf den Soll-Wert ZW_0 ein klopffreier Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Abgasrückführung erreichbar ist. Lbd_soll oderZW_soll werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ermittelt, insbesondere berechnet, insbesondere mit dem Unterschied, dass anstelle des Quotienten aus AGRJst und AGR_soll ein Quotient aus H20_ist und H20_soll verwendet wird. Mit anderen Worten ist aus Fig. 4 erkennbar, dass in dem vierten Kennfeld der Lambdawert als Funktion von Luftmasse und Drehzahl abgelegt wird, der einen klopffreien Betrieb ohne AGR (kein Wasserdampf) zulässt. In dem achten fünften Kennfeld wird aus dem aktuellen Lambda und der aktuellen AGR-Rate der Wasserdampfgehalt im Ansauggemisch bestimmt. Im neunten oder sechsten Kennfeld wird aus Lambda_fahrerwunsch und Wasserdampfsollwert der AGR-Sollwert ermittelt. Das fünfte oder siebte Kennfeld enthält den zum FLO-Sollwert und zur aktuellen Luftmasse zugehörigen Zündwinkel als Funktion der Motordrehzahl und der aktuellen Luftmasse. In dem sechsten oder achten Kennfeld wird der Zündwinkel als Funktion von aktueller Luftmasse und Motordrehzahl abgelegt, der einen klopffreien Betrieb ohne AGR zulässt. Beispielsweise über die Ventileinrichtung und die Drosselklappe wird die Luftmasse in einem geschlossenen Regelkreis eingestellt. Mit anderen Worten wird die innerhalb des Arbeitsspiels dem Brennraum zuzuführende Menge an Luft auf Lbd_soll eingestellt. Außerdem wird für das Arbeitsspiel der Zündzeitpunkt beziehungsweise Zündwinkel auf ZW_soll eingestellt.

Die AGR-Rate wird beispielsweise in dem geschlossenen Regelkreis mittels des AGR- Ventils eingestellt. Die Bestimmung von Lbd_soll erfolgt beispielsweise durch lineare Interpolation zwischen Lbd_0 und Lbd_wunsch insbesondere unter Berücksichtigung des aktuellen Wasserdampfgehalts und unter Berücksichtigung des Wasserdampf- Sollwerts, wobei die lineare Interpolation mittels der Recheneinrichtung durchgeführt wird. Lbd_soll wird durch Einstellen der Injektionsparameter eingestellt und beispielsweise mittels der Lambdasonde gemessen und in einem geschlossenen Regelkreis eingeregelt. ZW_soll wird durch lineare Interpolation zwischen ZW_0 und ZW_wunsch unter Berücksichtigung des aktuellen Wasserdampfgehalts und unter Berücksichtigung des Wasserdampf-Sollwerts berechnet, wobei der Zündwinkel beispielsweise tatsächlich auf ZW_soll eingestellt wird. Der aktuelle Wasserdampfgehalt wird durch H20_ist charakterisiert, während der Wasserdampf- Sollwert durch H2Q soll charakterisiert wird. Schließlich zeigt Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform des Verfahrens. Auch bei der fünften Ausführungsform ist der elfte oder der zweite Soll-Wert der Soll-Wert H20_soll mit der in dem innerhalb des Arbeitsspiels in dem Brennraum einzubringenden Gemisch enthaltene Menge an Wasser beziehungsweise Wasserdampf. Anhand einer dritten Kennlinie KL_3 oder anhand einer Kennlinie KL_1 wird in Abhängigkeit von der aktuellen Menge AGRJst des dem Brennraum zugeführten, rückgeführten Abgases ein Faktor fac_AGR mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt, wobei der Faktor fac_AGR kleiner oder gleich 1 ist. Des Weiteren wird der erste Soll-Wert ml_soll auf die beschriebene Weise ermittelt. Außerdem wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung der erste Soll-Wert ml_soll mit dem Faktor fac_AGR multipliziert, wodurch ein weiterer oder fünfzehnter Soll-Wert ml_soll_0 der innerhalb des Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine während der in den Brennraum einzubringenden Menge der Luft ermittelt, insbesondere berechnet, wird. Somit ist es bei der fünften Ausführungsform vorgesehen, dass die Menge, die innerhalb des Arbeitsspiels dem Brennraum zugeführt wird, auf den weiteren Soll-Wert ml_soll_0 eingestellt wird, insbesondere mittels der Ventileinrichtung und/oder mittels der Drosselklappe. Beispielsweise wird die auch als Luftmasse bezeichnete Menge der Luft, die innerhalb des Arbeitsspiels dem Brennraum zugeführt wird, mittels eines beziehungsweise in einem geschlossenen Regelkreis auf den weiteren Soll-Wert ml_soll-0 eingeregelt, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung. Aus Fig. 5 ist erkennbar, dass die zur Drehmomentrealisierung notwendige und durch den Soll-Wert ml_soll charakterisierte Luftmasse durch den von der AGR-Rate abhängigen Faktor fac_AGR reduziert wird, insbesondere dann, wenn der Faktor fac_AGR kleiner als 1 ist. Im Weiteren entspricht die fünfte Ausführungsform der vierten Ausführungsform.