Drehzahlbasierte Verbrennungslageschätzung für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schätzung einer Verbrennungslage für eine Verbrennung in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder. Ferner wird eine entsprechende Anordnung zur Verbrennungslageschätzung für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder bereitgestellt.

Stand der Technik

Für Pkw-Anwendungen sind diverse drehzahlbasierte Verfahren bekannt, wie beispielsweise eine Einspritzmengenkalibrierung, eine Verbrennungslageschätzung, eine Aussetzererkennung etc. Aufgrund einer Überlagerung von Einflüssen von Zylindern eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern sind Auswerte- Möglichkeiten jedoch stark eingeschränkt.

Aus der DE 10 2010 038 41 1 geht eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Abschätzungserfassungseinrichtung hervor, welche die Verwendung eines Sauerstoffsensors oder einer ähnlichen Vorrichtung, die dazu eingesetzt werden, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis direkt zu erfassen, beseitigt, indem ein Luft-Kraftstoff- Verhältnis von Verbrennungsgas, basierend auf einer Signalausgabe eines Impulsgeberrotors abgeschätzt und erfasst wird.

Bei Zweirad-Anwendungen, d.h. bei Verwendung bzw. Einsatz eines Verbrennungsmotors mit nur einem Zylinder entfällt eine Überlagerung von Einflüssen mehrerer Zylinder, so dass ggf. ein drehzahlbasiertes Verfahren einfacher auszuwerten ist. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nunmehr, eine Schätzung einer Verbrennungslage für eine Verbrennung in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder basierend auf einer Drehzahl des Verbrennungsmotors bereitzustellen.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 8 bereitgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Schätzung einer Verbrennungslage für eine Verbrennung in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder bereitgestellt, wobei die Verbrennungslage aus einem Merkmal hergeleitet wird, das auf einer Auswertung einer Drehzahl einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors basiert. Das Merkmal wird dabei für Werte der Drehzahl aus einer Kompressionsphase und einer Verbrennungsphase in dem mindestens einen Zylinder des Verbrennungsmotors berechnet.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zur Berechnung des Merkmals herangezogenen Werte der Drehzahl aus der gesamten Kompressions- und Verbrennungsphase genommen. Es können dabei ferner mehrere Werte der Drehzahl verwendet werden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei der Berechnung des Merkmals Symmetrieeigenschaften eines entsprechenden Kompressionsmoments ausgenutzt.

Die Verbrennungslage wird bspw. durch einen Wert MFB50 definiert, der einen Kurbelwellenwinkel bezeichnet, bei dem 50% einer Kraftstoffmasse, welche dem Zylinder zugeführt wurde, durch Verbrennung umgesetzt sind. Der so definierte Kurbelwellenwinkel beschreibt demnach den Schwerpunkt der Verbrennung bezogen auf den Kurbelwellenwinkel °KW. Bei dem Kurbelwellenwinkel des MFB50 ist also die Hälfte eines Heizwertes einer eingespritzten Kraftstoffmasse in Wärme umgesetzt. Eine Definition des MFB50-Wert.es findet sich bspw. bei J.B. Heywood, International Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill 1998.

Ist die Verbrennungslage bekannt, so kann diese z.B. über einen Zündwinkel geregelt werden. Der Zündwinkel gibt dabei an, bei wie viel °KW vor dem zentralen oberen Totpunkt (ZOT) ein Kraftstoffgemisch in einem Zylinder durch einen entsprechenden Zündfunken gezündet wird. Oft wird der Zündwinkel auch als Zündverzug bezeichnet. Somit wird eine stabilere Verbrennung bei verbesserten Emissionen ermöglicht. Weiterhin kann eine Momentenmaximierung erreicht werden.

Bisher ist eine präzise Bestimmung der Verbrennungslage nur mit Hilfe eines Brennraumdrucksensors möglich. Für Pkw-Anwendungen, d.h. bei Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern gibt es auch drehzahlbasierte Verfahren, diese sind jedoch sehr aufwendig und aufgrund der Überlagerungseinflüsse auf der Kurbelwelle aus Verbrennungstakten weiterer Zylinder weniger präzise als es am 1 -Zylinder-Motor möglich wäre.

Erfindungsgemäß erfolgt nunmehr eine Schätzung der Verbrennungslage eines mindestens einen Zylinder aufweisenden Verbrennungsmotors durch eine modellbasierte Auswertung eines Drehzahlsignals.

Das Verfahren ist insbesondere anwendbar für einen Verbrennungsmotor mit nur einem Zylinder. Aufgrund der Tatsache, dass bei einem 1 -Zylinder-Motor keine Überlagerung von Zylindereinflüssen auf eine entsprechende Kurbelwelle stattfindet, kann zur Auswertung des Drehzahlsignals nicht nur die Verbrennungsphase ausgewertet werden und einem bestimmten Zylinder zugeordnet werden, sondern es können auch in anderen Bereichen eines jeweiligen Arbeitsspiels, insbesondere in einer Kompressionsphase Korrelationen zwischen einer jeweiligen Drehzahl und anderen Größen ohne Einfluss der Verbrennung ausgewertet werden.

In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Drehzahl über Zahnzeiten eines entsprechend vorgesehenen Drehzahlgebers bestimmt. Dabei ist es vorteilhaft vor einer Verarbeitung der Drehzahl, bzw. eines entsprechenden Drehzahlsignals durch den Drehzahlgeber entstehende Signal- Störungen mit einem nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren zu kompensieren.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Merkmal jeweils für Werte der Drehzahl aus einer Kompressionsphase und einer Verbrennungsphase in dem mindestens einen Zylinder berechnet und daraus ein Verbrennungsenergieumsetzungs-Merkmal gebildet.

Ferner ist es denkbar, dass das Merkmal jeweils für Werte der Drehzahl aus einer Kompressionsphase und einer Verbrennungsphase in dem mindestens einen Zylinder berechnet und daraus ein Drehmomentverlaufs-Merkmal gebildet wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels des Verbrennungsenergieumsetzungs-Merkmals oder des Drehrmo- mentverlaufs-Merkmals ein Lage-Merkmal berechnet.

Das Lage-Merkmal kann dann wiederum mittels einer Kennlinie oder eines Kennfeldes auf die Verbrennungslage abgebildet werden.

Wie bereits erwähnt, ist es auch denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren für 2-Zylinder-Verbrennungsmotoren anzuwenden. Bei 2-Zylinder- Verbrennungsmotoren mit symmetrischem Zündabstand kann das erfindungsgemäße Verfahren für den gesamten Winkelbereich von Beginn der Kompressionsphase bis nach Ende der Verbrennung angewendet werden. Für unsymmetrische Zündabstände ist der Winkelbereich, d.h. der Bereich von Beginn der Kompressionsphase bis zum Ende der Verbrennung ggf. dahingehend einzuschränken, um eine minimale Überlagerung der beiden Zylinder zu erhalten und somit eine möglichst geringe gegenseitige Beeinflussung der Zylinder zu haben.

Die Bestimmung der Verbrennungslage hat verschiedene Anwendungsgebiete. So kann einfacher eine Regelung der Verbrennungslage bzw. eine MFB50%- Regelung durchgeführt werden. Ferner ist eine Erkennung von sogenannten Glühzündungen oder Extremklopfern zur Vermeidung weiterer Extremklopfer und eine Kraftstoffqualitätserkennung sowie eine Momentenmaximierung über einen einzustellenden Zündwinkel möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt ohne zusätzliche Hardware aus, es handelt sich um eine reine Softwarelösung.

Die Verbrennungslage bzw. MFB50% (mass fraction burnt 50%) stellt, wie bereits eingangs erwähnt, den Kurbelwinkel dar, bei dem 50% der Energie des Kraftstoffs umgesetzt wurde. Dieser wird üblicherweise aus dem sogenannten Heizverlauf berechnet.

Die entsprechenden Gleichungen sind wie folgt:

Integraler Heizverlauf:

MFB:

(^ »9> _βδ )= nm(ß _ff (<P _teg ,<p))+ ^ * max(ß _ff ( _%eg ,^))- mm(ß _ff (<p _teg ,<p)) (1 ")

Dabei stellt Q _H die Wärmeenergie dar, φ einen Winkel der Kurbelwelle relativ zur Zylinderachse des mindestens einen Zylinders, in welchem der Kraftstoff verbrannt wird, p entspricht dem in dem Zylinder herrschenden Druck, V entspricht dem durch den Kraftstoff eingenommenen Volumen in dem Zylinder und κ entspricht einem Adiabatenexponenten. q>t,eg entspricht einem Anfangswinkel der Betrachtung eines Heizverlaufs und δ entspricht bspw. 50% für eine Verbrennungslage, bei welcher 50% der Energie des Kraftstoffs umgesetzt wurde.

In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wie bereits voranstehend erwähnt, das Merkmal für alle Werte der Drehzahl mit Beginn einer Kompression bis zum Abschluss der Verbrennung in dem mindes- tens einen Zylinder des Verbrennungsmotors berechnet und zu einem Verbren- nungsenergieumsetzungsmerkmal aufsummiert. Das so erhaltene Verbren- nungsenergieumsetzungsmerkmal wiederum kann nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Berechnung eines Lagemerkmals herangezogen werden. Das Lagemerkmal wird sodann mittels einer applizierten Kennlinie oder eines Kennfeldes auf die Verbrennungslage abgebildet.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung zur Schätzung einer Verbrennungslage für eine Verbrennung in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder. Die Anordnung umfasst Mittel, die dazu konfiguriert sind, eine Drehzahl einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu bestimmen. Ferner umfasst die Anordnung Mittel, die mit den erstgenannten Mitteln in kommunikativer Verbindung stehen und dazu konfiguriert sind, die Verbrennungslage aus einem Merkmal herzuleiten, das auf einer Auswertung der Drehzahl basiert, wobei das Merkmal für bestimmte Werte der Drehzahl aus einer Kompressionsphase und aus einer Verbrennungsphase, vorteilhafterweise mit Beginn einer Kompression bis zum Abschluss der Verbrennung in dem mindestens einen Zylinder des Verbrennungsmotor berechnet wird. Dabei können zur Berechnung des Merkmals Symmetrieeigenschaften eines entsprechenden Kompressionsmoments ausgenutzt werden.

Es ist denkbar, dass die Anordnung auch eine Speichereinheit umfasst, in welcher eine Kennlinie und/oder ein Kennfeld hinterlegt sind, mit deren Hilfe ein aus dem Merkmal abgeleitetes Lagemerkmal auf die Verbrennungslage abgebildet werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.

Weitere Vorteile und Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- der auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt in einem Graphen einen Drehzahlverlauf für einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinder während eines Arbeitsspiels.

Figur 2 zeigt in einem Graphen einen prinzipiellen Drehmomentverlauf.

Figur 3 zeigt einen Drehzahlverlauf über ein Arbeitsspiel für zwei unterschiedliche Lastpunkte.

Figur 4 zeigt in einem Graphen einen prinzipiellen Drehmomentverlauf zusammen mit einer Auftragung eines jeweiligen Betrags des Drehmoments.

Ausführungsformen der Erfindung

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.

Figur 1 zeigt einen prinzipiellen Verlauf 25 einer Drehzahl eines 1 -Zylinder- Motors über ein Arbeitsspiel. Ein Arbeitsspiel 21 entspricht dabei einem Winkelbereich von insgesamt 720°KW (KW: Kurbelwelle). Auf einer Abszisse 20 sind Winkelwerte der Kurbelwelle KW aufgetragen. Auf einer Ordinate 22 ist die Geschwindigkeit der Kurbelwelle in der Einheit [rpm] aufgetragen. Die Geschwindigkeit der Kurbelwelle entspricht der Drehzahl der Kurbelwelle. Eine gestrichelte Linie 23 zeigt eine mittlere Drehzahl an.

Gezeigt sind hier verschiedene Phasen, welche von der Kurbelwelle während eines Arbeitsspiels durchlaufen werden. Phase 1 bezeichnet hier Kompression, Phase 2 Verbrennung, Phase 3 Ausstoß, Phase 4 Ansaugen, gefolgt wiederum von einer Wiederholung der Phase 1 , nämlich der Kompression. Auf der Abszisse 20 sind die Winkeleinstellungen in °KW aufgetragen, wobei eine Einheit auf der Abszisse 20 einem Intervall von 180°KW entspricht, beginnend mit -180°KW. Dies ist bezogen auf eine Winkelstellung der Kurbelwelle, die als 0°KW gewählt wird, wenn sich der betrachtete Kolben im oberen Totpunkt zu Beginn von Phase 2 Verbrennung befindet. Bei einem vierzylindrigen Motor wären in einem Arbeitsspiel, entsprechend

720°KW vier Beschleunigungen zu sehen, während, wie in Figur 1 dargestellt, bei einem 1 -Zylinder-Motor nur eine Beschleunigung erkennbar ist, nämlich in Phase 2, im Bereich zwischen 0°KW und 180°KW, in welchem die Drehzahl von einem Minimum 24 zu einem Maximum 26 innerhalb eines Arbeitsspiels 21 stark ansteigt. Aufgrund dieser Tatsache kann bei einem einzylindrigen Motor zur Berechnung eines Merkmals bzw. zu der darin zum Ausdruck gebrachten Energiedifferenz zusätzlich zur Phase Verbrennung (Combustion) entsprechend Phase 2 auch die Phase Verdichtung (Compression) entsprechend Phase 1 ausgewertet werden.

Als Merkmal wird nunmehr die Energiedifferenz zwischen einem Zustand des Kurbelwellen-Systems in der Kompressionsphase und einem Zustand des Kurbelwellen-Systems in der Verbrennungsphase verwendet, wobei ein erster Wert der Drehzahl bei einer ersten Winkelstellung der Kurbelwelle und ein zweiter Wert der Drehzahl bei einer zweiten Winkelstellung der Kurbelwelle verwendet wird, wobei die erste und die zweite Winkelstellung der Kurbelwelle in Bezug auf eine Winkelstellung, bei welcher eine Zündung des Verbrennungsmotors erfolgt zueinander symmetrisch sind. D.h., dass ein Wert einer Drehzahl aus der Kompressionsphase 1 und ein zweiter Wert der Drehzahl aus der Verbrennungsphase 2 verwendet wird, wobei die Winkelstellungen, bei welchen die jeweiligen Drehzahlen ermittelt wurden, symmetrisch zum ZOT bzw. zu der entsprechenden Winkelstellung der Kurbelwelle sind. Ein Vorteil des so definierten Merkmals ist, dass ein Einfluss eines Saugrohrdrucks bzw. der Kompressionsarbeit rechnerisch komplett entfällt, da die Kompression der entsprechenden Kurbelwelle vor dem oberen Totpunkt bremst und nach dem oberen Totpunkt symmetrisch beschleunigt, so dass ein Energiebeitrag der Kompression zum Merkmal Null ist, da die Berechnung, wie voranstehend erwähnt, symmetrisch zum ZOT erfolgt. Somit hat nur die Verbrennung Einfluss auf das berechnete Merkmal. In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wie bereits vor- anstehend erwähnt, das Merkmal für alle Werte der Drehzahl mit Beginn einer

Kompression bis zum Abschluss der Verbrennung in dem mindestens einen Zy- linder des Verbrennungsmotors berechnet und zu einem Verbrennungsenergie- Umsetzungsmerkmal aufsummiert. Das so erhaltene Verbrennungsenergieum- setzungsmerkmal wiederum kann nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Berechnung eines Lagemerkmals herangezo- gen werden. Das Lagemerkmal wird sodann mittels einer applizierten Kennlinie oder eines Kennfeldes auf die Verbrennungslage abgebildet.

Wie voranstehend bereits erwähnt, kann das erfindungsgemäße Verfahren in gleicher Weise auch für einen Verbrennungsmotor mit zwei Zylindern erfolgen, wenn ein symmetrischer Zündabstand vorliegt. Für unsymmetrische Zündabstände bei einem Verbrennungsmotor mit zwei Zylindern sind demgegenüber die zur Berechnung des Merkmals verwendeten Winkelbereiche für eine minimale Überlagerung der beiden Zylinder entsprechend zu wählen bzw. einzuschränken.

Figur 2 zeigt schematisch einen Verlauf eines Drehmoments M, welches durch einen entsprechenden Kolben eines Zylinders auf eine Kurbelwelle während einer Verdichtung und einer Verbrennung in dem Zylinder ausgeübt wird. Auf einer Ordinate 32 sind Werte des Drehmoments M aufgetragen. Auf einer Abszisse 30 sind Winkelwerte bzw. Winkelstellungen der Kurbelwelle in Bezug auf eine Kurbelwellenstellung der Kurbelwelle in Bezug auf eine Kurbelwellenstellung im zentralen oberen Totpunkt (ZOT) aufgetragen. Die Ordinate 32 kennzeichnet eine Stellung der Kurbelwelle von 180° vor ZOT, die vertikale Achse 34 kennzeichnet eine Stellung der Kurbelwelle von 0° bezogen auf ZOT, und die vertikale Achse 36 bezeichnet eine Stellung der Kurbelwelle von 180° nach ZOT. Das Schubmoment in der Kompressionsphase M _s ist dabei mit einer durchgezogenen Linie 38 dargestellt, das Moment im Falle einer Verbrennung M _v ist mit einer gestrichelten Linie 37 dargestellt und mit gepunkteter Linie 39 ist der Anteil des Drehmoments M _diff dargestellt, der durch die Verbrennung alleinig verursacht wird:

M _diff = M _v -M _s (2)

Figur 3 zeigt einen Drehzahlverlauf φ(φ) über ein Arbeitsspiel. Auf einer Abszisse 40 ist dabei ein Arbeitsspiel in einer Einheit °KW von -360 bis +360 aufgezeigt. Auf einer Ordinate 42 ist in einer Einheit n[1/min] die Drehzahl aufzutragen. Dargestellt sind nunmehr ein Drehzahlverlauf φ(φ) 44 über ein Arbeitsspiel für einen ersten Lastpunkt und ein Drehzahlverlauf 46 für einen zweiten, vom ersten verschiedenen Lastpunkt. Diese wurden per Off-Set auf einen niedrigsten Punkt zusammengeschoben.

Figur 4 zeigt schematisch einen Verlauf eines Drehmoments M, welches durch einen entsprechenden Kolben eines Zylinders auf einer Kurbelwelle während einer Kompression und einer Verbrennung in dem Zylinder ausgeübt wird. Auf einer Ordinate 52 sind wiederum wie in Figur 2 Werte des Drehmoments aufgetragen. Auf einer Abszisse 50 sind Winkelwerte sowie Winkelstellungen der Kurbelwelle in Bezug auf eine Kurbelwellenstellung zum ZOT, aufgetragen. Ähnlich wie in Figur 2 kennzeichnet die Ordinate 52 eine Stellung der Kurbelwelle von 180° vor ZOT, die vertikale Achse 54 eine Stellung der Kurbelwelle von 0° bezogen auf ZOT, und die vertikale Achse 56 eine Stellung der Kurbelwelle von 180° nach ZOT. Dabei ist wiederum darauf zu achten, dass die gezeigte waagerechte Linie 50 nicht der Nulllinie entspricht, sondern vielmehr den Verlauf des Drehmoments in Bezug auf ZOT zeigt. Das Schubmoment der Kompressionsphase M _s ist mit einer durchgezogenen Linie 58 dargestellt, das Moment im Falle einer Verbrennung M _v ist mit einer gestrichelten Linie 59 dargestellt. Linie 57 bezeichnet nunmehr den Verlauf des Betrages des Drehmoments in der Kompressionsphase und Punkt 60 bezeichnet das Maximum des Betrags des Schubmoments.

Eine Grundidee des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, einen zeitlichen Verlauf einer Umsetzung von Energie, die durch eine Verbrennung in einem Verbrennungsmotor entsteht, aus dem Drehzahlsignal zu berechnen und aus diesem dann ein Lagemerkmal zu bestimmen, das mit der Verbrennungslage gut korreliert.

Demnach wird erfindungsgemäß zuerst ein Verlauf einer gesamten Energieumsetzung aus dem Drehzahlsignal berechnet. Dies kann bspw. wie folgt aussehen

E _gei = O.5 *0(<p)*0 ² (<p) (3)

Durch Formel 3 wird die Energieumsetzung dargestellt, die durch Kompressionsund Verbrennungsmoment erzeugt wird. Für eine Schätzung der Verbrennungslage ist jedoch nur das reine Verbrennungsmoment Ε _ν (φ) relevant. Daher wird zuerst die Energieumsetzung des Kompressionsmoments E _komp ((p) bestimmt, um diese dann anschließend von der Gesamtenergieumsetzung E _ges ((p) abzuziehen.

Um E _komp ((p) zu bestimmen, wird die Besonderheit eines einzylindrigen Motors ausgenutzt, nämlich dass keine zeitliche Überschneidung zwischen den Verbrennungen einzelner Zylinder vorhanden ist. Daher kann hier ein Winkelbereich des Drehzahlsignals in einer jeweiligen Kompressionsphase benutzt werden, um das Kompressionsmoment bzw. dessen Energieumsetzung zu bestimmen. In dem Bereich vor ZOT kann beispielsweise E _komp ((p)= E _ges ((p) als eine gute Nähe- rung angenommen werden. Aufgrund der Symmetrieeigenschaft des Kompressionsmoments lässt sich E _komp (cp) für den Bereich nach ZOT aus dem E _ges ((p) aus der Kompressionsphase bspw. durch eine geeignete Spiegelung am ZOT bestimmen. Alternativ könnte das Kompressionsmoment auch aus dem gemessenen Saugrohrdruck modelliert werden. Die Energieumsetzung des Verbren- nungsmoments Ε _ν (φ), was dem voranstehend genannten Energieverbrennungsmerkmal entspricht, wird dann wie folgt berechnet:

^E v M = ^E _g es ) - ^E ko _np (< ^p ) ₍₄₎ Aus E _v (cp)kann dann durch Berechnung eines Lage-Merkmals aus diesem Verlauf eine Größe berechnet werden, die mit der Verbrennungsanlage MFB50% gut korreliert. Als Lage-Merkmal kann bspw. der geometrische Schwerpunkt oder der Winkel, beim dem Ε _ν (φ) einen bestimmten Anteil, bspw. 50%, seines Endwerts für die entsprechende Verbrennung erreicht. Der Endwert für Ε _ν (φ) wird zu einem bestimmten Winkel angenommen, der vorteilhafterweise nach Verbrennungsende ist, bspw. 180° nach ZOT.

Dieses Lage-Merkmal wird dann einem applizierbarem Kennfeld bzw. einer Kennlinie zugeführt, das in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie Drehzahl und Last etc., das Lage-Merkmal auf die Verbrennungslage MFB50% abbildet.

Alternativ kann statt einer Energieumsetzung ein Verlauf des entsprechenden Drehmoments, entsprechend einem voranstehend bereits erwähnten Drehrmo- mentverlaufs-Merkmalverwendet werden. Die Schwankungen des Drehmoments werden bspw. wie folgt berechnet:

Θ(φ) entspricht dabei einem kurbelwinkelabhängigen Trägheitsmoment der Kurbelwelle. Dieses setzt sich aus den oszillierenden und rotierenden Massenanteilen zusammen.

Um den Absolutwert des Drehmoments zu bestimmen, kann bspw. die Tatsache genutzt werden, dass das Drehmoment im oberen Totpunkt (OT) und im unteren Totpunkt (UT) jeweils Null ist. Über eine entsprechende Anpassung des Offsets, so dass für jedes Arbeitsspiel die Werte in den OTs und UTs im Mittel Null sind, gewinnt man Absolutwerte des Momentenverlaufs. Über die gleiche Symmetrieeigenschaft des Drehmoments, wie oben erwähnt, kann der Verlauf des Kompressionsmoments bestimmt werden und durch Bildung der Differenz zum Ge- samtmoment anschließend das Verbrennungsmoment berechnet werden. Als

Lage-Merkmal kann der Schwerpunkt des Verbrennungsmoments innerhalb eines applizierbaren Winkelbereichs verwendet werden.

Alternativ kann auch entsprechend obiger Ausführung der Winkel benutzt wer- den, bei dem der Verlauf des Integrals über das Verbrennungsmoment einen bestimmten Anteil, bspw. 50% seines Endwerts für diese jeweilige Verbrennung erreicht.

Auch dieses Lagemerkmal wird dann einem applizierbaren Kennfeld bzw. einer Kennlinie zugeführt, das in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie

Drehzahl und Last etc., das Lage-Merkmal auf die Verbrennungslage MFB50% abbildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich bei allen Verbrennungsmoto- ren einsetzbar, für Ein- und Zwei-Zylinder-Motoren eignet es sich jedoch in besonderem Maße.

Basierend auf der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschätzten Verbrennungslage kann eine optimierte Regelung oder Adaption eines entsprechenden Zündwinkels erfolgen. Des Weiteren kann eine Erkennung der sogenannten Glühzündungen oder Extremklopfer durchgeführt werden. Eine Regelung der Verbrennungslage auf die hinsichtlich Verbrauch und Emissionen etc. optimalen Sollwerte, die in einem Kennfeld, abhängig vom Betriebswert abgelegt, vorliegen, stellt ebenfalls eine potentielle Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Ferner kann auch die Erkennung der Kraftstoffart und/oder der Qualität über die Auswertung des Merkmals eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.