DE10065300A1 - Method for control of motor vehicle internal combustion engine has dwell angle and air intake regulated to allow stable catalytic reaction in exhaust - Google Patents
Method for control of motor vehicle internal combustion engine has dwell angle and air intake regulated to allow stable catalytic reaction in exhaustInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors gemäß der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device to control an internal combustion engine according to the General terms of the independent claims.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der US 5 765 527 bekannt.Such a method or device is known from US 5 765 527.
Die bekannte Motorsteuerung betrifft eine Drehmomentsteuerung, bei der schnelle Drehmomentkorrekturen über Zündwinkeleingriffe erzeugt werden. Das vom Motor erzeugte Drehmoment hängt unter anderem von der Zylinderfüllung, der Zusammensetzung des Kraftstoff/Luft- Gemisches und vom Zündzeitpunkt oder Zündwinkel ab. Die bekannte Motorsteuerung verwendet zunächst einen Zündwinkel, der nicht zu dem maximal möglichen Drehmoment führt. Die damit verbundene Wirkungsgradeinbuße wird wegen der Reaktionsgeschwindigkeit des Zündwinkeleingriffs in Kauf genommen. Ergibt sich ein kurzfristig erhöhter Drehmomentbedarf, wird der Zündwinkel schnell in Richtung zu dem maximal möglichen Drehmoment verstellt. Die Differenz der Drehmomente beider Zündwinkel wird auch als Drehmomentreserve bezeichnet. The known engine control relates to a Torque control when making quick torque corrections generated via ignition angle interventions. The engine Torque generated depends, among other things, on the Cylinder filling, the composition of the fuel / air Mixture and from the ignition point or ignition angle. The known engine control first uses an ignition angle, which does not lead to the maximum possible torque. The associated loss of efficiency is because of Response speed of the ignition angle intervention in purchase taken. There is a short-term increase Torque requirement, the firing angle will quickly move towards adjusted the maximum possible torque. The difference the torques of both firing angles is also called Torque reserve.
Der Drehmomenteingriff über den Zündwinkel besitzt gegenüber dem Eingriff auf die Zylinderfüllung den Vorteil, dass er sehr schnell, im Extremfall von einer Zündung zur anderen, erfolgen kann. Ein längerfristig erhöhter Drehmomentbedarf wird über eine vergrößerte Zylinderfüllung gedeckt, so dass der Zündwinkel wieder auf einen Abstand zum optimalen Wert zurückgefahren werden kann.The torque intervention via the ignition angle has opposite the intervention on the cylinder filling the advantage that he very quickly, in extreme cases from one ignition to another, can be done. A longer-term increased torque requirement is covered by an enlarged cylinder filling, so that the ignition angle again at a distance to the optimal value can be reduced.
Der Zündwinkel wird daher für einen Drehmomenteingriff schnell und vorübergehend verstellt.The ignition angle is therefore used for a torque intervention quickly and temporarily adjusted.
Manche Motorsteuerungskonzepte verwenden zur Erfüllung strenger Abgasgrenzwerte ein sogenanntes Thermoreaktorkonzept. Dabei wird nach einem Kaltstart im Abgassystem ein Kraftstoff/Luft-Gemisch erzeugt, dass dort exotherm reagieren soll, um den Katalysator schnell auf seine Betriebstemperatur aufzuheizen. Ein reaktionsfähiges Gemisch kann im Abgassystem beispielsweise durch sehr fetten Motorbetrieb (Lambda gleich 0,6) in Verbindung mit der Einblasung von Luft hinter die Auslaßventile (Sekundärlufteinblasung) erzeugt werden.Some engine control concepts use for fulfillment strict exhaust emission limits a so-called Thermal reactor concept. After a cold start in Exhaust system produces a fuel / air mixture that there should react exothermically to the catalyst quickly to heat up its operating temperature. A responsive Mixture can be very rich in the exhaust system, for example Engine operation (lambda equal to 0.6) in connection with the Air is blown in behind the exhaust valves (Secondary air injection) are generated.
Ein Problem des Thermoreaktorkonzepts liegt darin, dass die Thermoreaktion unter gewissen Betriebsbedingungen manchmal nicht stattfindet. Als Folge entstehen durch den fetten Motorbetrieb hohe Abgasemissionen, ohne dass der Katalysator schnell betriebsbereit wird.One problem with the thermoreactor concept is that the Thermal reaction sometimes under certain operating conditions not taking place. As a result arise from the fat Engine operation high exhaust emissions without the catalyst becomes operational quickly.
Das vorgeschlagene Motorsteuerungskonzept hat eine Stabilisierung der Thermoreaktion bei eine Motorsteuerung mit Drehmomentreserve zum Ziel.The proposed engine control concept has one Stabilization of the thermal reaction in an engine control with torque reserve to the goal.
Dieses Ziel wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche erreicht.This goal is characterized by the characteristics of the independent Claims achieved.
Im einzelnen erfolgt die Steuerung einer Brennkraftmaschine
mit einer Steuereinheit, die wenigstens Luftzufuhr und
Zündwinkel einstellt. Dabei werden
die Luftzufuhr und der Zündwinkel
In particular, the control of an internal combustion engine takes place with a control unit which adjusts at least the air supply and the ignition angle. In doing so
the air supply and the ignition angle
-
- in einer ersten Betriebsart derart eingestellt, dass
sich eine vorgegebene Drehmomentenreserve über den Zündwin
kel einstellt;
und in einer zweiten Betriebsart werden die Luftzufuhr und der Zündwinkel- Set in a first operating mode such that a predetermined torque reserve is set via the ignition angle;
and in a second mode, the air supply and the ignition angle - - unter Einschränkung der Drehmomentenreserve- with restriction of the torque reserve
- - so eingestellt, dass sich eine stabile Thermoreaktion im Abgassystem ergibt.- Set so that a stable thermal reaction in the Exhaust system results.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird die Änderungsgeschwindigkeit der Luftzufuhr in der zweiten Betriebsart gegenüber der ersten Betriebsart auf kleinere Maximalwerte beschränkt.In a development of the invention Rate of change of air supply in the second Operating mode compared to the first operating mode to a smaller one Maximum values limited.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Maximalwert der Luftzufuhr in der zweiten Betriebsart gegenüber der ersten Betriebsart auf einen kleineren Wert beschränkt.In another embodiment, the maximum value the air supply in the second mode compared to the first operating mode limited to a smaller value.
Als erster Betriebsbereich kommt insbesondere der Bereich einer aktiven Katalysatorheizfunktion in Frage. Ein zweiter Betriebsbereich wird beispielsweise durch Normalbetrieb ohne Katalysatorheizfunktionen definiert. Im Normalbetrieb erfolgt Betrieb mit Momentenreserve. Im ersten Betriebsbereich erfolgt dagegen keine Momentenreserve oder eine gegenüber dem Normalbetrieb eingeschränkte Momentenreserve.The first operating area comes in particular the area an active catalyst heating function in question. A second Operating range is, for example, through normal operation without Catalyst heating functions defined. In normal operation is operated with a torque reserve. In the first In contrast, there is no torque reserve in the operating range or one that is restricted compared to normal operation Torque reserve.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer Motorsteuerung mit Drehmomentreserve eine erhöhte Instabilität der Thermoreaktion auftritt. The invention is based on the finding that a Motor control with an increased torque reserve Instability of the thermal reaction occurs.
Als Ursache kommt in Frage, das bisherige Motorsteuerungen bei Veränderungen des Lastzustandes andere Punkte im Zündkennfeld anfahren und insbesondere bei Abweichungen von der Leerlaufdrehzahl mit schnellen Zündwinkeleingriffen reagieren, um die Solldrehzahl einzustellen. Ferner wird bei Anfahrvorgängen zur Lastwechselschlagdämpfung der Zündwinkel nach spät gezogen. Alle diese Voraussetzungen führen zu einem Verlassen des für die exotherme Reaktion günstigsten Zündwinkels und damit zum Zusammenbrechen der Thermoreaktion.The cause is the previous engine controls when the load state changes, other points in the Approach the ignition map and especially if there are deviations from the idling speed with quick ignition angle interventions respond to set the target speed. Furthermore, at Approaches to dampen the load alternation of the ignition angle pulled late. All of these requirements lead to leaving the most favorable for the exothermic reaction Ignition angle and thus to collapse Thermal reaction.
Diese Überlegungen führen zu folgendem
Motorsteuerungskonzept zur Stabilisierung der
Thermoreaktion:
Ab dem Start bis zum Ende der Kat-Heiz-Phase wird abweichend
von der normalen Warmlauf-Lambda- und Zündwinkelvorgabe
umgeschaltet auf spezielle Lambda- und Zündwinkelkennfelder
für eine nach den oben genannten Gesichtspunkten optimierte
Thermoreaktion. Diese Zündwinkel und Lambdakennfelder werden
geklammert gefahren. Damit ist gemeint, dass eine
Momentenreserve nicht oder nur in eng begrenztem Maße
zugelassen ist. Mit anderen Worten: Weder für Lastwechsel,
noch für die Leerlaufregelung oder den Getriebeeingriff
werden Zündwinkeleingriffe zugelassen, die vom Zündkennfeld
für eine optimale Thermoreaktion abweichen. Allenfalls
werden Abweichungen auf einem engen Bereich um die optimalen
Zündwinkel beschränkt zugelassen. Ergänzend wird bei
Systemen mit einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe
(E-Gas) die Laständerungsgeschwindigkeit während der Kat-
Heiz-Phase so weit begrenzt, dass bei geeigneter
Übergangskompensation nur unwesentliche Lambdaänderungen
auftreten und der Lambdabereich für optimale Exotherme
möglichst gut eingehalten wird. Dadurch wird zusätzlich
sichergestellt, dass der Zündwinkelfehler bei schnellen
Laständerungen minimiert wird. Ein etwas zäheres
Fahrverhalten in den 20 bis 30 Sekunden der Kat-Heiz-Phase
erscheint akzeptabel. Das Lastwechselverhalten wird dadurch
auch ohne Zündwinkeleingriffe entschärft. Da bei hohem
Luftdurchsatz des Motors durch die Pumpe nicht mehr
ausreichend Sekundärluft für eine Thermoreaktion eingeblasen
wird, ist in der Phase des Kat-Heizens bei E-Gas-Systemen
eine Motorluftdurchsatzbegrenzung denkbar, die auf solche
Werte begrenzt, bei der die Reaktion noch sicher ablaufen
kann. Um sicherheitskritische Zustände zu vermeiden, kann
die Begrenzung bei voll durchgetretenem Fahrpedal aufgehoben
werden.These considerations lead to the following engine control concept to stabilize the thermal reaction:
From the start to the end of the catalytic converter heating phase, a switch is made from the normal warm-up lambda and ignition angle specification to special lambda and ignition angle maps for a thermal reaction optimized according to the above-mentioned aspects. These ignition angles and lambda maps are run in brackets. This means that a torque reserve is not permitted or only to a limited extent. In other words, ignition angle interventions that deviate from the ignition map for an optimal thermal response are not permitted for load changes, idle control or transmission intervention. At most, deviations are allowed within a narrow range around the optimal ignition angle. In addition, in systems with an electronically controlled throttle valve (e-gas), the rate of load change during the cat heating phase is limited to such an extent that, with suitable transition compensation, only insignificant lambda changes occur and the lambda range for optimal exotherms is maintained as well as possible. This also ensures that the ignition angle error is minimized in the event of rapid load changes. A somewhat tougher driving behavior in the 20 to 30 seconds of the cat heating phase seems acceptable. The load change behavior is thus mitigated even without ignition angle interventions. Since the pump no longer blows enough secondary air for a thermal reaction when the engine has a high air throughput, an engine air throughput limitation is conceivable in the phase of catalyst heating in e-gas systems, which limits to values at which the reaction can still take place safely can. To avoid safety-critical conditions, the limit can be lifted when the accelerator pedal is fully depressed.
Während der Kat-Heiz-Phase wird der Motor zur Erzielung einer höheren Wärmeenergie mit höherem Luftdurchsatz und daraus resultierend mit höherer Leerlaufdrehzahl betrieben. Somit ist in diesem Bereich eine Leerlaufdrehzahlregelung ausschließlich über Füllungsbeeinflussung ohne schnellen Zündungseingriff möglich. Geringfügig höhere Drehzahlschwankungen während der kurzen Kat-Heiz-Phase bei den üblichen Lastaufschaltungen erscheinen akzeptabel, wenn dadurch die Thermoreaktion sichergestellt werden kann. Um ein Motorausgehen, z. B. beim Anfahren nur mit Kupplung, sicher zu verhindern, kann der Zündwinkeleingriff und der Aufbau einer Momentenreserve unterhalb einer Drehzahlschwelle, die deutlich unter der normalen Kat-Heiz- Drehzahl liegt, freigegeben werden.During the cat heating phase, the engine is attained a higher thermal energy with a higher air flow and as a result, operated at a higher idling speed. There is therefore an idle speed control in this area exclusively via filling control without rapid Ignition intervention possible. Slightly higher Speed fluctuations during the short cat heating phase the usual load sharing appear acceptable if thereby the thermal reaction can be ensured. Around an engine going out, e.g. B. when starting only with clutch, The ignition angle intervention and the Build up a torque reserve below one Speed threshold that is significantly below the normal Kat heating Speed is released.
Bei Automatikfahrzeugen wird während der Kat-Heiz-Phase ein Schaltvorgang mit Getriebeeingriff nicht durch Zündwinkelspezierung, sondern durch Einspritzausblendung zur Momentenreduzierung durchgeführt. Dies kann zwar ebenfalls zu gewissen Einbußen im Fahrkomfort führen, da die Momentenabstufung nicht eben so fein möglich ist wie beim Zündwinkeleingriff; jedoch scheint auch dies über die kurze Kat-Heiz-Dauer zur Stabilisierung der Exotherme vertretbar.In the case of automatic vehicles, a turns on during the cat heating phase Gear change with gear intervention not through Ignition angle specification, but by injection suppression for Torque reduction carried out. This can also be done lead to certain losses in driving comfort because the Torque gradation is not as fine as with ignition angle; however, this too seems short Cat heating period for stabilization of the exotherm acceptable.
Weitere Störungen durch Lastaufschaltungen beim Kat-Heizen müssen im stationären Leerlauf so weit wie möglich vermieden werden. Dazu wird z. B. über die Kompressorsteuerung eine Kompressoraufschaltung oder -abschaltung während der Kat- Heiz-Phase gesperrt. Das bedeutet, dass entweder der Kompressor ab Startbeginn eingeschaltet ist und bleibt oder dass er ab Startbeginn ausgeschaltet ist und erst nach Ende der Kat-Heiz-Phase eingeschaltet werden kann. Somit werden Änderungen des Lastzustands und daraus folgende Lambda- oder Zündwinkeländerungen vermieden.Further malfunctions due to load connections during cat heating must be avoided as much as possible in stationary idling become. For this, z. B. via the compressor control Compressor activation or deactivation during the cat Heating phase blocked. That means either the Compressor is switched on from the start and remains or that it is switched off from the start and only after the end the cat heating phase can be switched on. So be Changes in the load state and the resulting lambda or Changes in ignition angle avoided.
Ferner empfiehlt sich zur Sicherstellung einer ungestörten Thermoreaktion eine Bremskraftverstärkerpumpe, die nicht über eine Unterdruckentnahme aus dem Saugrohr arbeitet, sondern wie bei Dieselfahrzeugen den Unterdruck im Druckspeicher über eine mechanische oder elektrische Pumpe erzeugt. Dadurch werden Störungen der Lambdavorsteuerung durch Leckluft vermieden, die zu einem Verlassen des für die Thermoreaktion günstigen Lambdafensters führen können.It is also recommended to ensure an undisturbed Thermal reaction a brake booster pump that is not works by extracting vacuum from the intake manifold, but as with diesel vehicles the negative pressure in the Pressure accumulator via a mechanical or electrical pump generated. This eliminates faults in the lambda pilot control Avoided by leakage air, which leads to leaving the for the Can cause thermal reaction cheap Lambda window.
Claims (4)
mit einer Steuereinheit, die wenigstens Luftzufuhr und Zündwinkel einstellt, wobei
die Luftzufuhr und der Zündwinkel
in einer ersten Betriebsart derart eingestellt werden, dass sich eine vorgegebene Drehmomentenreserve über den Zündwinkel einstellt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftzufuhr und der Zündwinkel
unter Einschränkung der Drehmomentenreserve
in einer zweiten Betriebsart so eingestellt werden, dass sich eine stabile Thermoreaktion im Abgassystem ergibt.1. Method for controlling an internal combustion engine,
with a control unit that adjusts at least air supply and ignition angle, wherein
the air supply and the ignition angle
are set in a first operating mode in such a way that a predetermined torque reserve is established via the ignition angle,
characterized in that
the air supply and the ignition angle
with limitation of the torque reserve
can be set in a second operating mode so that there is a stable thermal reaction in the exhaust system.
mit einer Steuereinheit, die wenigstens Luftzufuhr und Zündwinkel einstellt, wobei
die Luftzufuhr und der Zündwinkel
in einer ersten Betriebsart derart eingestellt werden, dass sich eine vorgegebene Drehmomentenreserve über den Zündwinkel einstellt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftzufuhr und der Zündwinkel
unter Einschränkung der Drehmomentenreserve
in einer zweiten Betriebsart so eingestellt werden, dass sich eine stabile Thermoreaktion im Abgassystem ergibt.4. Device for controlling an internal combustion engine,
with a control unit that adjusts at least air supply and ignition angle, wherein
the air supply and the ignition angle
are set in a first operating mode in such a way that a predetermined torque reserve is established via the ignition angle,
characterized in that
the air supply and the ignition angle
with limitation of the torque reserve
can be set in a second operating mode so that there is a stable thermal reaction in the exhaust system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10065300A DE10065300A1 (en) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | Method for control of motor vehicle internal combustion engine has dwell angle and air intake regulated to allow stable catalytic reaction in exhaust |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10065300A DE10065300A1 (en) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | Method for control of motor vehicle internal combustion engine has dwell angle and air intake regulated to allow stable catalytic reaction in exhaust |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE10065300A1 true DE10065300A1 (en) | 2002-07-04 |
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ID=7669190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE10065300A Withdrawn DE10065300A1 (en) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | Method for control of motor vehicle internal combustion engine has dwell angle and air intake regulated to allow stable catalytic reaction in exhaust |
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| DE (1) | DE10065300A1 (en) |
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