DE10156665A1 - Elektronische Steuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einem Klopfregelsystem sowie mit einer sog. Momentenreserve, bei deren Aktivierung den Brennräumen eine gegenüber der im jeweiligen Betriebspunkt eigentlich benötigten Menge von Luft und Kraftstoff größere Menge zugeführt und zur Kompensation hiervon ein weniger günstiger Zündwinkel gewählt wird. Erfindungsgemäß wird zumindest in ausgewählten Betriebspunkten bei Erkennen einer klopfenden Verbrennung die Momentenreserve aktiviert, um spätere und somit die Klopfneigung herabsetzende Zündwinkel zu realisieren. Insbesondere ist der Leerlauf-Betriebspunkt ein derartiger Betriebspunkt, in dem die Momentenreserve zum Verhindern von klopfender Verbrennung aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einem Klopfregelsystem sowie mit einer sog. Momentenreserve, bei deren Aktivierung den Brennräumen eine gegenüber der im jeweiligen Betriebspunkt eigentlich benötigten Menge von Luft und Kraftstoff größere Menge zugeführt und zur Kompensation hiervon ein weniger günstiger Zündwinkel gewählt wird. Zum technischen Umfeld wird neben der DE 100 02 268 A1 auf die DE 195 17 673 A1 verwiesen.

Bekannter Stand der Technik ist die Klopfregelung bei quantitätsgesteuerten, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen, mit Hilfe derer klopfende Verbren­ nungsvorgänge im wesentlichen vermieden werden, indem bei Auftreten einer klopfenden Verbrennung am betroffenen Brennkraftmaschinen-Zylinder bzw. Brennraum der jeweilige Zündwinkel nach "spät" verschoben wird, und zwar soweit, bis dieser Zylinder wieder klopffrei arbeitet.

Bekannt ist weiterhin die sog. Momentenreserve insbesondere zur Stabilisie­ rung des Leerlauf-Betriebspunktes einer quantitätsgesteuerten fremdgezün­ deten Brennkraftmaschine. Üblicherweise erfolgt im Leerlauf-Betrieb über eine Regelung des Zündwinkels die Drehzahlstabilisierung bei kleinen Abweichungen von der Solldrehzahl. Fällt dabei die Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine unter die Solldrehzahl, so wird der Zündwinkel nach früh gezogen, um eine erhöhte Drehmomentabgabe zu erzielen, bzw. der Zündwinkel wird nach spät gezogen wenn die Leerlauf-Drehzahl größer als die Solldrehzahl ist. Um für diese sog. Leerlauf-Drehzahlstabilisierung genügend positives Moment stellen zu können, wird der mittlere Leerlauf- Zündwinkel über die genannte Momentenreserve nach spät verstellt. Im Rahmen dieser Momentenreserve wird dabei die angesaugte Luftmasse (und Kraftstoffmasse) erhöht und gleichzeitig der Zündwinkel nach spät verstellt, um in Summe wieder die gleiche Drehmomentabgabe (bspw. zum Antrieb von Hilfsaggregaten im Leerlauf) zu erhalten.

Im weiteren wird die vorliegende Erfindung anhand dieses bevorzugten Anwendungsfalles der Momentenreserve, nämlich i. V. m. der Leerlauf- Stabilisierung, beschrieben. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung immer dann angewendet werden kann, wenn auch diese Momentenreserve-Funktion sinnvoll eingesetzt werden kann.

Es hat sich herausgestellt, dass (unter ungünstigen Umständen) eine quantitätsgesteuerte Brennkraftmaschine, insbesondere eine solche mit drosselfreier Laststeuerung, bei welcher die Öffnungsquerschnitte der Brennraum-Gaswechselventile geeignet angepasst werden, sogar im Leerlauf-Betriebspunkt zu klopfender Verbrennung neigen kann. Ein herkömmliches Klopfregelsystem ist nun zur Verhinderung von klopfender Verbrennung im Leerlauf-Betriebspunkt weniger geeignet, da sich die herkömmliche Klopfregelung nur an den in einem Kennfeld vorgegebenen Grundzündwinkeln orientiert, ohne dabei eine evtl. aktive Momentenreserve zu berücksichtigen. Erst wenn die klopfende Verbrennung so lange anhält, dass dieser von der Klopfregelung nach spät gezogene Basis-Zündwinkel später als der von der Momentenreserve-Funktion ausgegebene Zündwinkel liegt, kann die klopfende Verbrennung durch die aktive Klopfregelung abgestellt werden. Hieraus ergibt sich ein Komfortnachteil durch starkes, lang anhaltendes Klopfen sowie eine falsche Interpretation der Spätziehwin­ kel in einer üblicherweise vorgesehenen Klopfregel-Adaption. Ferner überlagert die Spätziehung der Zündwinkel einzelner Zylinder über die Klopfregelung den durch die Leerlauf-Drehzahlregelung geregelten Leerlauf- Zündwinkel und verursacht damit einen unbefriedigenden Rundlauf der Brennkraftmaschine. (Regelungstechnisch ausgedrückt erfolgt dabei eine ungünstige Überlagerung von zwei Reglern mit gleicher Zielgröße aber unterschiedlicher Regelstrecke).

Eine Abhilfemaßnahme insbesondere für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Allgemeiner gehalten soll mit der vorliegenden Erfindung ein weiterer zumindest in ausgewählten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine sinnvoller Klopfregel-Eingriff aufgezeigt werden, mit dem erkannte klopfende Verbrennung verhindert bzw. abgebaut werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in ausgewählten Betriebspunkten bei Erkennen einer klopfenden Verbrennung die Momentenreserve aktiviert wird, um spätere und somit die Klopfneigung herabsetzende Zündwinkel zu realisieren. Dabei ist bevorzugt der Leerlauf- Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ein derartiger Betriebspunkt, in dem die Momentenreserve zum Verhindern von klopfender Verbrennung aktiviert wird.

In anderen Worten ausgedrückt wird die bekannte Momentenreserve- Funktion aktiviert und dabei die sog. Momentenreserve durch Zufuhr einer größeren Luft- und Kraftstoffmenge erhöht, wenn in ausgewählten Betriebs­ punkten, so insbesondere im Leerlauf-Betriebpunkt der Brennkraftmaschine, Klopfen erkannt wird. Im Rahmen dieser Momentenreserve-Funktion wird (um das abgegebene Drehmoment im wesentlichen konstant zu halten) wie üblich gleichzeitig der Zündwinkel aller Zylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine nach spät gezogen, was direkt eine Verringerung der Klopfneigung zur Folge hat. Dabei hat sich herausgestellt, dass diese Maßnahme bei quantitätsgesteuerten Brennkraftmaschinen mit Füllungsre­ gelung über einen variablen Öffnungsquerschnitt der Brennraum- Gaswechselventile besonders wirksam ist, da mit einer Aktivierung der Momentenreserve-Funktion die Gas-Einströmverhältnisse bezüglich des Brennraums geändert werden, was von erheblichem Einfluss auf die Klopfneigung ist.

Bevorzugt ist die Intensität der Momentenreserve von der erkannten Klopfintensität abhängig, d. h. die Momentenreserve wird bei erkannter klopfender Verbrennung solange erhöht und in Verbindung hiermit wird der mittlere Zündwinkel für alle Zylinder solange nach spät gezogen, bis kein Klopfen mehr auftritt. Umgekehrt kann die aktivierte Momentenreserve dann wieder solange verringert werden, bis die sog. Klopfgrenze knapp erreicht ist.

Wenn die Momentenreserve zur Verhinderung von klopfender Verbrennung im Leerlauf der Brennkraftmaschine aktiviert wird, so wird vorteilhafterweise die (ansonsten übliche) Drehzahlstabilisierungs-Funktion über den Zündwin­ kel nicht durch eine Zündwinkel-Spätziehung einzelner klopfender Zylinder beeinflusst. Überhaupt wird damit eine Klopfregelung auch im Leerlauf in Kombination mit einem üblichen Leerlauf-Regler ermöglicht, ohne dass sich diese gegenseitig negativ beeinflussen. Vorteilhafterweise ergibt sich mit der vorgeschlagenen Klopfregelung keine Verschlechterung der Leerlaufqualität der Brennkraftmaschine bspw. bei schlechten Kraftstoffqualitäten oder heißen Umgebungsbedingungen, wie diese bei Anwendung einer üblichen Klopfregelfunktion auftreten würde.

Ausdrücklich erwähnt sei nochmals, dass der vorgeschlagene Klopfregelein­ griff über die Momentenreserve auch an anderen ausgewählten Betriebs­ punkten der Brennkraftmaschine sinnvoll sein kann, so bspw. i. V. m. einer speziellen Aufheizfunktion für die Brennkraftmaschinen-Abgasanlage, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (2)

1. Elektronische Steuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einem Klopfregelsystem sowie mit einer sog. Momentenreserve, bei deren Aktivierung den Brennräumen eine gegenüber der im jewei­ ligen Betriebspunkt eigentlich benötigten Menge von Luft und Kraftstoff größere Menge zugeführt und zur Kompensation hiervon ein weniger günstiger Zündwinkel gewählt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in ausgewählten Betriebs­ punkten bei Erkennen einer klopfenden Verbrennung die Momenten­ reserve aktiviert wird, um spätere und somit die Klopfneigung herab­ setzende Zündwinkel zu realisieren.

2. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlauf-Betriebspunkt ein derartiger Betriebspunkt ist, in dem die Momentenreserve zum Ver­ hindern von klopfender Verbrennung aktiviert wird.