DE19501299B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei wenigstens Zündwinkel und Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine durch wenigstens eine elektronische Steuereinheit eingestellt werden, wobei die wenigstens eine Steuereinheit den Fahrerwunsch erfasst, der durch Änderung der Luftzufuhr realisiert wird, wobei in wenigstens einem Betriebszustand die Einstellung der Luftzufuhr und des Zündwinkels abhängig vom Fahrerwunsch vorgenommen wird, derart, dass die zur Realisierung des Fahrerwunsch notwendige Änderung der Luftzufuhr zumindest verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Fahrpedals zur Leistungsbereitstellung eine Veränderung des Zündwinkels in Richtung früh erfolgt, während bei nahezu konstantem oder losgelassenem Fahrpedal der Zündwinkel unabhängig vom Fahrerwunsch eingestellt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs.
  • Die Steuerung von Brennkraftmaschinen wird insbesondere mit Blick auf die Senkung der Schadstoffemission und eine Optimierung der Abgaszusammensetzung ausgelegt. Instationäre Vorgänge wie Beschleunigungsvorgänge sind in dieser Hinsicht kritische Betriebszustände, da sie für kurzfristige Abweichungen von der idealen Gemischzusammensetzung sorgen. Besonders negativ wirken sich dabei sehr schnelle Änderungen der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmasse bei kalter Brennkraftmaschine auf die Gemischzusammensetzung aus.
  • Aus der DE 28 24 472 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem in einem unteren Arbeitsbereich mit niedrigen Bremslasten einschließlich Leerlauf eine Zündzeitpunktänderung bei einer konstanten Füllung erfolgt.
  • Zur Optimierung der Abgaszusammensetzung bei instationären Vorgängen sind verschiedene Ansätze vorgeschlagen worden. So ist beispielsweise aus der DE 39 30 396 A1 (US-Patent 5 095 874) bekannt, die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine abhängig von der Fahrpedalbetätigung einzustellen. Auf der Basis der vom Fahrer vorgegebenen Kraftstoffmenge wird dann gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Wand filmmodells die Luftzufuhr im Sinne einer die Gemischzusammensetzung optimierenden Weise gesteuert.
  • Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 44 04 668.5 vom 15.2.1994 ist zur Verringerung der Schadstoffemission im Rahmen einer elektronischen Steuerung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine abhängig vom Fahrerwunsch bekannt, in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine die maximale Änderungsgeschwindigkeit der Luftmasse bzw. -menge zu begrenzen.
  • Ziel aller bekannten Vorschläge ist, die Luftmassenänderung pro Zeiteinheit zu begrenzen oder das Luft-Kraftstoffsystem dynamisch zu optimieren. Soll aber eine gegebene Änderung des Fahrerwunsches realisiert werden, muß auf jeden Fall auch eine entsprechende Änderung in der Luftzufuhr realisiert werden, wenn auch mit begrenzter Änderungsgeschwindigkeit.
    •
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, den absoluten Betrag der erforderlichen Änderung in der Luftzufuhr bei entsprechendem Fahrerwunsch mit Blick auf die Verringerung der Schadstoffemission zu verringern.
  • Dies wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
  • Aus dem US-Patent 4 351 297 ist bekannt, zur schnelleren Aufheizung des Katalysators bei kalter Brennkraftmaschine den Zündwinkel der Brennkraftmaschine nach spät zu verändern.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise hat den Vorteil, daß insbesondere für den Übergang vom Leerlauf in Teillast und bei instationären Vorgängen im Teilastbereich die zur Realisierung einer entsprechenden Fahrerwunschänderung notwendige Luftmassenänderung kleiner sind, beim Übergang in die untere Teillast sogar ganz vermieden werden können.
  • Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Abweichungen der Gemischzusammensetzung vom Idealwert wesentlich kleiner werden und somit die Schadstoffemission verringert wird.
  • Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich dabei im Warmlauf der Brennkraftmaschine in Verbindung mit einer Spätverstellung des Zündwinkel zur Aufheizung des Katalysators.
  • Besonders vorteilhaft ist, daß Maßnahmen getroffen werden können, mit deren Hilfe die erfindungsgemäße Vorgehensweise momentenneutral abläuft. Dadurch wird die mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise verbundene schlechtere Katalysatoraufheizung weitestgehend kompensiert.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt 1 ein Übersichtsblockschaltbild einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine. In 2 ist anhand ei nes Flußdiagramms eine Realisierung der Erfindung als Rechnerprogramm skizziert, wobei in 3 die Zusammenhänge zwischen Fahrerwunsch, Zündwinkel und Luftzufuhr dargestellt sind. 4 zeigt Zeitdiagramme für diese Realisierung. In 5 ist am Beispiel eines weiteren Flußdiagramms ein weiteres vorteilhafte Ergänzung der Erfindung dargestellt, welche anhand der Zeitdiagramme nach 6 weiter verdeutlicht ist.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • In 1 ist mit 10 eine Steuereinheit bezeichnet, welche wenigstens einen Mikrocomputer 12 umfaßt. Der Steuereinheit 10 wird die Eingangsleitung 14 von einer Meßeinrichtung 16 zur Erfassung des Fahrerwunsches zugeführt. Die Meßeinrichtung 16 ist über eine mechanische Verbindung 18 mit einem vom Fahrer betätigbaren Bedienelement 20, vorzugsweise einem Fahrpedal, verbunden. Ferner werden der Steuereinheit 10 Eingangsleitungen 22 bis 24 zugeführt, welche die Steuereinheit 10 mit Meßeinrichtungen 26 bis 28 verbinden. Als Ausgangsleitungen der Steuereinheit 10 sind die Leitungen 30 zur elektrischen Betätigung einer die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussenden Stellelements 32, beispielsweise einer Drosselklappe, sowie die Leitung 34 zur Einstellung des Zündzeitpunkts dargestellt. Selbstverständlich weist die Steuereinheit 10 weitere Ausgangsleitungen zur Steuerung der Kraftstoffzumessung, gegebenenfalls zur Steuerung eines automatischen Getriebes und/oder zur Steuerung der Bremsanlage des Fahrzeugs auf.
  • Die Steuereinheit 10 bzw. der Mikrocomputer 12 führt verschiedene Funktionen zur Steuerung der Brennkraftmaschine wie beispielsweise Kraftstoffzumessung und die Einstellung der Luftzufuhr sowie des Zündwinkels durch. Im Zusammenhang mit der Erfindung sind insbesondere die elektrische Steue rung der Luftzufuhr und die Einstellung des Zündwinkels von Interesse. Aus diesem Grund werden im folgenden nur diese beiden Funktionen näher erläutert. Die Steuereinheit 10 bzw. der Mikrocomputer 12 erfaßt über die Eingangsleitung 14 den Fahrerwunsch auf der Basis des Betätigungssignals β. Dieser wird gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Betriebsgrößen wie Motordrehzahl, Gangstufe, Fahrgeschwindigkeit etc., welche über die Leitungen 22 bis 24 erfaßt werden, in einen Sollwert für die Einstellung der Luftzufuhr umgesetzt. Dieser Sollwert wird durch Betätigung des Stellelements 32 eingestellt. Der Sollwert ist dabei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Sollstellung einer die Luftzufuhr beeinflussenden Drosselklappe, die im Rahmen eines Stellungsregelkreises eingeregelt wird. Ferner empfängt die Steuereinheit 10 bzw. der Mikrocomputer 12 über die Eingangsleitungen 22 bis 24 von entsprechenden Meßeinrichtungen ein Drehzahl- und ein Lastsignal, aus denen der Mikrocomputer 12 mittels eines vorprogrammierten Kennfeldes in bekannter Weise den Zündwinkel ZW der Brennkraftmaschine bestimmt. Dieser wird über die Leitung 34 ausgegeben. Als Lastsignal kommen dabei insbesondere Luftmassen, -mengen oder Saugrohrdrucksignale in Frage. Der Zündwinkel wird im normalen Betriebszustand durch das vorbestimmte Kennfeld bestimmt, bei kaltem Motor, während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine, wird allerdings zur schnelleren Aufheizung des Katalysators der Zündwinkel in Richtung spät unabhängig vom vorbestimmten Kennfeld verstellt. Dies erfolgt vor allem im Leerlaufzustand und im leerlaufnahen Betriebsbereich. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, bei einem Leistungserhöhungswunsch des Fahrers diese Leistungserhöhung nicht nur über eine Erhöhung der Füllung, d. h. der Luftzufuhr, zu realisieren, sondern auch bei im wesentlichen konstanter Füllung oder bei verringerter Füllungsänderung die Verstellung des Zündwinkel nach spät entsprechend zurückzunehmen. Mit anderen Worten wird der aus dem Stellungswert des Bedienelements ermittelte Fahrerwunsch derart umgesetzt, daß z.B. im Leerlauf und leerlaufnahen Teillastbereich die Füllung und damit die Stellung der Drosselklappe im wesentlichen auf dem Leerlaufwert gehalten wird, der Zündwinkel aber entsprechend dem Fahrerwunsch von spät in Richtung früh verstellt wird. Die Abhängigkeit der Zündwinkelverstellung vom Fahrerwunsch ist dabei vorgegeben. Erst wenn der Fahrpedalwert bzw. der Fahrerwunsch eine festzulegende Schwelle überschritten hat, wird die Füllung entsprechend dem Fahrpedalwert erhöht. In einem zweiten vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die Füllung bereits bei kleinen Pedalstellungen erhöht, der Änderungsbetrag ist aber wesentlich kleiner, als es zur Realisierung des Leistungswunsches allein aufgrund der Füllungsänderung notwendig wäre. Parallel zur Füllungsänderung wird auch hier der Zündwinkel in Richtung früh verstellt. Die jeweiligen Änderungsbeträge sind dabei derart vorgegeben, daß das Zusammenwirken der beiden Maßnahmen die vom Fahrer gewünschte Leistung ergibt. Gemäß einer vorteilhaften Ergänzung wird bei einer Gaspedalbewegung vom Leerlauf in den unteren Teillastbereich oder im unteren Teillastbereich zunächst der Zündwinkel kurzzeitig nach früh verstellt und so der vom Fahrer gewünschte Momentenanstieg sofort realisiert. Dann wird zeitabhängig die Füllung und damit die Drosselklappenstellung rampenförmig erhöht und synchron dazu der Zündwinkel rampenförmig nach spät zurückverstellt. Die Zeitabhängigkeit der Änderungen ist so vorgegeben, daß der Vorgang im wesentlichen momentenneutral ist, d. h. im wesentlichen keine Änderung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments erfolgt. Dadurch werden mögliche, durch die Zündwinkelverstellung erfolgende Nachteile für eine schnellere Katalysator-Aufheizung kompensiert. Dieser Nachteil besteht damit nur noch kurzfristig während der dynamischen Vorgänge und fällt daher im Mittel kaum noch ins Gewicht. Die beschriebenen Maßnahmen werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel lediglich bei kalter Brennkraftmaschine während der Warumlaufphase bis zum Erreichen einer vorbestimmten Motortemperatur oder Katalysatortemperator durchgeführt. Dies bei Motorsteuersystemen, bei denen lediglich während der Warmlaufphase der Zündwinkel in Spätrichtung verstellt ist. Bei Motorsteuersystemen, bei welchen im Leerlauf grundsätzlich der Zündwinkel in Richtung spät verstellt ist, wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise vorteilhaft während des gesamten Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine angewendet. Insbesondere ist es möglich, durch geeignete Auslegung der Motorsteuerung die erfindungsgemäße Vorgehensweise dadurch zu realisieren, daß insbesondere im Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine der Zündwinkel in Richtung spät verstellt ist.
  • Als Stellelemente zur Einstellung der Luftzufuhr kommt neben einer über den gesamten Betriebsbereich verstellbaren Drosselklappe eine nur im Leerlaufluftbereich bzw. leerlaufnahem Bereich verstellbare Klappe zum Einsatz. Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise ferner in alle den Betriebszuständen bei instationären Vorgängen eingesetzt werden, in denen ein später Zündwinkel eingestellt ist.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung wird anhand des Flußdiagramms nach 2 sowie der Diagramme nach 3 und 4 dargestellt.
  • Nach Start des Programmteils in 2 zu vorgegebenen Zeitpunkten wird in einem ersten Schritt 100 überprüft, ob sich die Brennkraftmaschine im Warmlaufzustand befindet. Dies erfolgt vorzugsweise anhand eines Schwellwertes für die Motortemperatur, den diese bei Abschluß der Warmlaufphase überschreitet. Ferner kann ergänzend oder alternativ ein Schwellwert für die Katalysatortemperatur vorgesehen sein. Ist die Brennkraftmaschine nicht in der Warmlaufphase, sondern im normalen Betriebsbereich, so wird im Schritt 102 die Fahrpedalstellung β, Motordrehzahl Nmot und Motorlast Q eingelesen und im darauffolgenden Schritt 104 der Drosselklappenstellungssollwert αs und damit die Füllung auf der Basis des Fahrpedalstellungswertes β und gegebenenfalls weiterer Betriebsgrößen wie Motordrehzahl, Gangstellung etc. aus einem Kennfeld bzw. einer Kennlinie bestimmt. Entsprechend wird im darauffolgenden Schritt 106 der Zündwinkel ZW aus dem vorbestimmten Kennfeld auf der Basis von Motordrehzahl Nmot und Last Q bestimmt. Nach Bestimmung des Zündwinkels ZW und der Sollstellung der Drosselklappe αs wird im Schritt 108 der Zündwinkel ZW ausgegeben und die Regelung des Drosselklappenwinkels α auf den vorgegebenen Sollwert αs durchgeführt. Danach wird der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wiederholt.
  • Befindet sich die Brennkraftmaschine im Warmlauf, wird im Schritt 110 der Fahrpedalstellungswert β eingelesen. Daraufhin werden im Schritt 112 Zündwinkel ZW und Drosselklappenstellungssollwert αs auf der Basis der Fahrpedalstellung β gemäß den in 3a bzw. b gezeigten Kennlinien bzw. Kennfelder ausgelesen und im darauffolgenden Schritt 108 ausgegeben bzw. eingeregelt. Danach wird der Programmteil beendet.
  • In 3a und 3b ist jeweils waagerecht der Fahrpedalstellungswert β, senkrecht der einzustellende Drosselklappenwinkel α und der einzustellende Zündwinkel ZW aufgetragen. Dabei verändert sich der Fahrpedalstellungswert von einem Leerlaufwert βmin, der dem losgelassenen Fahrpedal entspricht, und einem Maxmalwert βmax, der dem voll betätigten Fahrpedal entspricht. Entsprechend kann die Drosselklappe und damit die Füllung von einem dem minimalen Fahrpedalwert zugeordneten minimalen Stellungswert αmin und einem dem maximalen Stellungswert des Fahrpedals maximalen Stellungswert der Drosselklappe αmax verstellt werden. Wird über die Drosseklappe wie in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine auch die Leerlaufluft zugeführt, ist die Öffnung der Drosselklappe bei losgelassenem Fahrpedal die ggf. druch eine Leerlaufregelung eingestellte Leerlaufstellung αLL.
  • In einer ersten vorteilhaften Ausführungsfrom ist die Abhängigkeit des einzustellenden Drosselklappenwinkels und des Zündwinkels von der Fahrpedalstellung wie in 3a vorgegeben. Dabei wird in einem Stellungsbereich von βmin bis β0 der einzustellende Drosselklappenwinkel konstant auf dem Leerlaufwert αLL bzw. dem Minimalwert αmin gehalten. Der Zündwinkel wird von einem Zündwinkel ZWspät in Richtung früh auf einen Zündwinkelwert ZWfrüh der dem Stellungswert β0 zugeordnet ist, verstellt. Oberhalb eines Stellungswertes β0 steigt der einzustellenden Drosselklappenwinkel mit steigendem Fahrpedalstellungswert an, während die Zündwinkeleinstellung im wesentlichen konstant bleibt. Betätigt der Fahrer also das Fahrpedal von βmin auf einen Wert unterhalb von β0, so wird der dadurch geäußerte Leistungswunsch durch Verstellung des Zündwinkels realisiert. Erst bei einer Verstellung größer als β0 wird die Drosselklappe betätigt.
  • Nach 3b ist der Bereich, in welchem der Zündwinkel von der Fahrpedalstellung zur Leistungsrealisierung abhängig ist, erweitert. Im Bereich zwischen βmin und dem Grenzwert β1 bleibt dabei der Drosselklappenwinkel nicht konstant, sondern steigt leicht an, jedoch mit geringerem Ausmaß als dies im Normalbetrieb der Fall ist. Auch hier wird dann entsprechend im Bereich zwischen βmin und β1 der Zündwinkel von spät in Richtung früh verstellt. Oberhalb eines Fahrpedalstellungswerts β1 erfolgt die Realisierung des Leistungswunsches durch entsprechende Verstellung der Drosselklappe abhängig von der Fahrpedalstellung, während der Zündwinkel im wesentlichen konstant bleibt. Neben den in 3 darge stellten linearen Abhängigkeiten können in vorteilhaften Ausführungsbeispielen die Abhängigkeit degressiv oder progressiv sein. Insbesondere hat es sich in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel als zweckmäßig erwiesen, bei der Bestimmung des Drosselklappenwerts und des Zündwinkels auf der Basis des Fahrpedalwerts Betriebsgrößen wie Motordrehzahl, Fahrgeschwindigkeit und/oder Ganstellung zu berücksichtigen. Dabei werden Kennlinien entsprechend 3 für einzelne ausgewählte Parameterbereiche vorgegeben. Die Vorgabe von Kennlinie für einzelnen Parameterwerte mit der Möglichkeit der Interpolation bei Zwischenwerten kann im Einzelfall ebenfalls vorteilhaft sein.
  • Die Erfindung ist nachstehend am Beispiel der Zeitdiagramme nach 4 verdeutlicht. 4a zeigt den zeitlichen Verlauf des Fahrpedalstellungssignals, 4b den zeitlichen verlauf des Zündwinkels und 4c den zeitlichen Verlauf des Drosselklappenwinkels. Bis zu einem Zeitpunkt t0 sei das Fahrpedal losgelassen, der Fahrpedalwert βmin. Danach betätigt der Fahrer das Fahrpedal, wobei der Fahrpedalstellungswert zum Zeitpunkt t1 den Schwellwert β0 überschreitet und schließlich auf seinen Endwert β2 geführt wird. Dies führt ab dem Zeitpunkt t0 zu einer Verstellung des Zündwinkels in Richtung früh. Diese Zündwinkelverstellung in Richtung früh ist mit Erreichen des Wertes ZWfrüh zum Zeitpunkt t1, der dem Schwellwert β0 zugeordnet ist, abgeschlossen. Entsprechend wird die Drosselklappeneinstellung über den Zeitpunkt t0 hinaus bis zum Zeitpunkt t1 auf ihrem Leerlaufwert αLL gehalten und erst nach dem Zeitpunkt t1 entsprechend der Fahrervorgabe erhöht, bis schließlich der dem Fahrpedalstellungswert β2 zugeordnete Drosselklappenwinkel α2 erreicht ist.
  • Neben der auf den Leerlauf- und unteren Teillastbereich bezogenen Darstellung ist die Anwendung der Erfindung in allen den Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine vorteilhaft, in denen ein später Zündwinkel eingestellt ist.
  • Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung wird anhand des Flußdiagramms nach 5 bzw. der Zeitdiagramme nach 6 verdeutlicht. Die anhand er 2 bis 4 geschilderten Vorgehensweise kann in Einzelfällen dazu führen, daß durch die Verschiebung des Zündwinkels nach früh Nachteile für eine schnelle Katalysatoraufheizung auftreten. Daher wird gemäß der Weiterentwicklung bei einer Fahrpedalbewegung in dem wenigstens einen Betriebszutand mit später Zündwinkeleinstellung (z.B. bis zum Grenzwert β0) der Zündwinkel zunächst kurzzeitig nach früh verstellt, um den vom Fahrer gewünschten Momentenanstieg zu realisieren. Danach wird die Füllung bzw. die Drosselklappenstellung rampenförmig erhöht, derart, daß im wesentlichen keine instationäre Gemischabweichung entsteht. Synchron zu dieser Aufregelung der Drosselklappenstellung wird der Zündwinkel entsprechend rampenförmig wieder nach spät verstellt, derart, daß das resultierende Moment der Brennkraftmaschine gleichbleibt. Damit besteht der mögliche Nachteil einer schlechteren Katalysatoraufheizung nur noch kurzfristig während der dynamischer Vorgänge. Er fällt damit unter realistischen Bedingungen im Mittel kaum noch ins Gewicht.
  • Nach Start des Programmteils nach 5 wird im ersten Schritt 200 überprüft, ob sich die Brennkraftmaschine im Warmlaufbereich befindet. Dies erfolgt anhand der Motor- und/oder der Katalysatortemperatur. Befindet sich die Brennkraftmaschine außerhalb der Warmlaufphase, wird im ersten Schritt 202 Fahrpedalstellung β, Motordrehzahl N und Motorlast Q eingelesen und im Schritt 204 der Drosselklappenstellungssollwert αs auf der Basis der Fahrpedalstellung β und gegebenenfalls weiterer Betriebsgrößen wie Motordrehzahl und Gangstellung bestimmt. Daraufhin wird im Schritt 206 der einzustellende Zündwinkel ZW aus dem Drehzahl-Last-Kennfeld ausgelesen und im Schritt 208 dieser ausgelesene Zündwinkel ausgegeben und die Regelung der Drosselklappenstellung auf den Sollwert αsoll durchgeführt. Danach wird der Programmteil beendet.
  • Befindet sich die Brennkraftmaschine im Warmlauf, so wird im Schritt 210 der Fahrpedalstellungswert β eingelesen und im darauffolgenden Schritt 212 überprüft, ob eine Änderung des Fahrpedalstellungswerts vorliegt. Dies wird beispielsweise anhand des Betrages der zeitlichen Ableitung des Fahrpedalstellungswerts oder der Differenz zweier aufeinanderfolgender Stellungswerte ermittelt, wobei eine Stellungsänderung dann erkannt wird, wenn dieser Betrag größer als ein vorgegebener Wert Δ ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 214 der Zündwinkel und der Drosselklappenstellungswert auf der Basis des Fahrpedalwerts gemäß den in 3 dargestellten Kennlinien bzw. Kennfelder bestimmt und die entsprechenden Werte gemäß Schritt 208 ausgegeben bzw. eingeregelt. Dies bedeutet, daß bei einer Fahrpedalstellungsänderung die Verstellung der Drosselklappe und des Zündwinkels gemäß den ersten beiden Ausführungsbeispielen durchgeführt wird. Ist die Fahrpedalbewegung abgeschlossen bzw. liegt keine Fahrpedalbewegung im Sinne von Schritt 212 vor, wird im Abfrageschritt 216 überprüft, ob der Fahrpedalstellungswert β größer als der dem losgelassenen Fahrpedal entsprechenden Wert βmin ist. Ist dies nicht der Fall, das heißt, befindet sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand, wird im Schritt 218 ein später Zündwinkel ausgegeben und der Drosselklappensollwert auf den Drosselklappenleerlaufwert gesetzt. Diese Werte werden gemäß Schritt 208 ausgegeben bzw. eingeregelt.
  • Wurde im Schritt 216 festgestellt, daß das Fahrpedal betätigt ist, so wird im Schritt 220 Zündwinkel und Drosselklappenstellung rampenförmig gegensinnig auf die im jeweiligen Betriebszustand vorgegebene normale Stellung eingestellt. Dazu wird gemäß Schritt 220 der Zündwinkel um einen Betrag Δ1, der abhängig vom aktuellen Fahrpedalstellungswert β ist, in Richtung spät verstellt. Der Drosselklappensollwert αs wird um den Betrag Δ2, der ebenfalls abhängig von β ist, erhöht. Die Beträge von Δ1 und Δ2 sind dabei derart gewählt, daß für den aktuellen Fahrpedalstellungswert die Änderungen von Zündwinkel und Drosselklappenstellung sich nicht im abgegebenen Drehmoment der Brennkraftmaschine äußern. Daraufhin wird im Schritt 222 gegebenenfalls der veränderte Zündwinkel auf den in vorliegenden Betriebszustand normalen Zündwinkel ZWnorm und der Drosselklappensollwert αs auf den im vorliegenden Betriebszustand von der Fahrpedalstellung abhängigen Normalwert begrenzt. Danach werden gemäß Schritt 208 die in Schritt 220 berechneten und ggf. im Schritt 222 begrenzten Zündwinkel- und Drosselklappenstellungswerte ausgegeben bzw. eingeregelt. Danach wird der Programmteil beendet.
  • Die Auswirkungen der in 5 dargestellten Vorgehensweise werden in 6 anhand von Zeitdiagrammen für eine Verstellung der Fahrpedalstellung von der Leerlauf- in eine untere Teillaststellung verdeutlicht.
  • Dabei ist in 6a die Fahrpedalstellung β, in 6b der Zündwinkel ZW und in 6c der Drosselklappenstellungswert α über der Zeit T aufgetragen. Vor einem Zeitpunkt T0 befinde sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand. Der Fahrpedalstellungswert entspricht dem des losgelassenen Fahrpedals βmin, der Zündwinkel ZW ist auf den Wert ZWspät verstellt und der Drosselklappenstellungswert entspricht dem Leerlauf wert αLL. Zum Zeitpunkt T0 finde einen Fahrpedalbetätigung statt, welche zum Zeitpunkt T1 abgeschlossen sei. Der dann vorliegende Fahrpedalstellungswert entspricht dem Wert β1. Nach 3a wird infolge der Verstellung des Fahrpedals zwischen den Zeitpunkten T0 und T1 der Zündwinkel ZW abhängig von der Fahrpedalstellung vom Wert ZWspät auf den Wert ZWfrüh zum Zeitpunkt T1 verstellt. Der Drosselklappenstellungswert bleibt bei dieser beispielhaften Situation auf dem Leerlaufwert bis zum Zeitpunkt T1. Zum Zeitpunkt T1 ist die Fahrpedalbetätigung abgeschlossen, der vom Fahrer gewünschte Momentenanstieg durch Verstellung des Zündwinkels realisiert. Vom Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt T2 wird der Zündwinkel rampenförmig wieder auf den Wert ZWspät zurückverstellt, während im gleichen Zeitraum der Drosselklappenwinkel vom Leerlaufwert auf den Wert α1 rampenförmig verstellt wird. Dieser Wert α1 entspricht dabei dem bei einem linearen Zusammenhang zwischen Drosselklappenstellung und Fahrpedalstellung entsprechenden Wert für die Fahrpedalstellung β1. Die Steigung der rampenförmigen Verstellung von Zündwinkel und Drosselklappenstellung ist abhängig vom Fahrpedalstellungswert (β1), wobei diese Steigungen derart gewählt sind, daß keine Auswirkungen am Drehmoment der Brennkraftmaschine auftreten.
  • Entsprechend kann auch eine Verstellung nach 3b vorgenommen werden.
    •

Claims (7)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei wenigstens Zündwinkel und Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine durch wenigstens eine elektronische Steuereinheit eingestellt werden, wobei die wenigstens eine Steuereinheit den Fahrerwunsch erfasst, der durch Änderung der Luftzufuhr realisiert wird, wobei in wenigstens einem Betriebszustand die Einstellung der Luftzufuhr und des Zündwinkels abhängig vom Fahrerwunsch vorgenommen wird, derart, dass die zur Realisierung des Fahrerwunsch notwendige Änderung der Luftzufuhr zumindest verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Fahrpedals zur Leistungsbereitstellung eine Veränderung des Zündwinkels in Richtung früh erfolgt, während bei nahezu konstantem oder losgelassenem Fahrpedal der Zündwinkel unabhängig vom Fahrerwunsch eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Betriebszustand die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündwinkeleinstellung derart abhängig vom Fahrerwunsch ist, dass für einen vorgegebenen Fahrerwunschbereich die vom Fahrer gewünschte Leistungssteigerung durch eine Zündwinkelverstellung von spät nach früh ohne Verstellung bzw. mit einer nur geringen Verstellung der Luftzufuhr realisiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Bereitstellung der vom Fahrer vorgegebenen Leistungsteigerung die Änderung des Zündwinkels rampenförmig zurückgeführt und synchron momentenneutral die Luftzufuhr verändert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine durch Steuerung bzw. Regelung der Stellung einer Drosselklappe erfolgt und in vorgegebenen Betriebszuständen die Abhängigkeit der Drosselklappenstellung vom Fahrerwunsch, der durch die Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements erfasst wird, modifiziert ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des wenigstens einen vorgegebenen Betriebszustands der Zündwinkel auf der Basis von Motordrehzahl und Motorlast unabhängig vom Fahrerwunsch eingestellt wird, die Stellung der Drosselklappe und damit die Luftzufuhr auf der Basis des Fahrerwunsches eingestellt wird.
  7. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer elektronischen Steuereinheit, die wenigstens Zündwinkel und Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine einstellt, mit einer Fahrerwunschermittlungseinheit, wobei die elektronische Steuereinheit den ermittelten Fahrerwunsch durch Änderung der Luftzufuhr realisiert, wobei die elektronische Steuereinheit in wenigstens einem Betriebszustand die Einstellung der Luftzufuhr und des Zündwinkels abhängig vom Fahrerwunsch vornimmt, derart, dass die zur Realisierung des Fahrerwunsch notwendige Änderung der Luftzufuhr zumindest verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Fahrpedals zur Leistungsbereitstellung eine Veränderung des Zündwinkels in Richtung früh erfolgt, während bei nahezu konstantem oder losgelassenem Fahrpedal der Zündwinkel unabhängig vom Fahrerwunsch eingestellt wird.
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