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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung des Antriebsmoments eines Motors bei kurzzeitigen Momenten reduzierenden Eingriffen, wie z.B. ESP-Eingriffen, Getriebeeingriffen bei Schaltvorgängen oder Eingriffen, die zur Begrenzung der maximalen Drehzahl des Motors erforderlich sind.
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Stand der Technik
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Beim Betrieb eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug kommt es gelegentlich zu kurzeitigen, Momente reduzierenden Eingriffen wie bspw. ESP-Eingriffen, Getriebeeingriffen bei Schaltvorgängen oder Eingriffen, die durch die Begrenzung der maximalen Drehzahl bewirkt werden. Bei Auftreten der Momente reduzierenden Eingriffe wird entsprechend das vom Motor abgegebene Moment reduziert. Das vom Motor bereitgestellte Moment kann insbesondere über die Änderung des Motorwirkungsgrades durch die Verstellung des Zündwinkels, die Ausblendung eines oder mehrerer Zylinder, die über eine Soll-Reduzierstufe angefordert wird, oder die Einstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (über Lamba) reduziert werden.
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Je nach Betriebszustand des Verbrennungsmotors bzw. des Motorsystems kann entweder die Ausblendung oder die Zündwinkelverstellung zur kurzzeitigen Reduzierung des Soll-Moments des Verbrennungsmotors geeigneter sein. Z. B. wird für eine möglichst hohe Abgasqualität die Ausblendung erst dann vorgenommen, wenn das Soll-Moment des Verbrennungsmotors nicht mehr über eine Zündwinkelverstellung, insbesondere eine Zündwinkelspätverstellung, umgesetzt werden kann. Dagegen ist es hinsichtlich eines optimalen Verbrauchs des Verbrennungsmotors jedoch umgekehrt sinnvoll, im Falle eines kurzzeitig reduzierten Soll-Moments die maximale Anzahl an Reduzierstufen (Ausblendungen) anzufordern und den Soll-Zündwinkel, sofern möglich, nach früh zu verstellen. Weiterhin kann z. B. eine hohe thermische Belastung des Abgassystems erfordern, dass die Anzahl von Einspritzausblendungen minimiert wird, um das Durchschieben von Frischluft durch die Zylinder in das Abgassystem zu minimieren.
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Ferner ist es unerwünscht, mit Einspritzausblendungen in mehreren Zylindern zu fahren, was sich bzgl. Laufruhe und Geräuschentwicklung für den Fahrer negativ auswirkt. Andererseits kann es aus Gründen des Komponentenschutzes im Abgassystem je nach Systemzustand erwünscht sein, eine geringere bzw. höhere Anzahl von Zylindern auszublenden, um den Wärmeeintrag in die Katalysatoren anzupassen. Dies ist bspw. bei Einspritzausblendungen aufgrund von Getriebeschalteingriffen vorteilhaft.
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Weiterhin kann sich ein Sprung in der Anzahl der ausgeblendeten Zylinder aufgrund der Verstellung des Zündwinkels von spät nach früh in einem geänderten Fahrgeräusch und einer veränderten Laufruhe bemerkbar machen. Durch die frühen Zündwinkel kommt man zudem in den klopfempfindlichen Bereich des Verbrennungsmotors, was zu Klopfereignissen aufgrund der geänderten Brennraumzustände führen kann.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 43 34 864 C2 bekannt. Daraus wird zur Realisierung des Sollmoments unter Berücksichtigung des aktuellen Moments ein Ausblendmuster bestimmt, d. h. es werden verschiedene Muster an auszublendenden Zylindern angegeben. Zwecks Feinabstufung wird zudem zur Verbesserung der Funktionsweise der Anordnung, insbesondere bei Wechsel der Ausblendstufen sowie zur kontinuierlichen Einstellung des Motormoments im stationären Fall, gleichzeitig zur Einspritzausblendung ein Eingriff in die Zündung vornommen.
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Aus der
DE 196 19 320 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem beim Ab- und Zuschalten von wenigstens einem Zylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine im Teillastbereich durch Koordination des Zündungs-, Füllungs- und Einspritzeingriffs das von der Brennkraftmaschine abgegebene Moment bei unveränderter Pedalstellung und Drehzahl im Wesentlichen konstant gehalten wird.
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Aus der
DE 69 110 501 T2 ist ein Verfahren bekannt, um einen Schlupf zu steuern, der sich auf Grund von Änderungen des Soll-Moments ergibt.
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Aus der
DE 42 39 711 A1 ist ein Verfahren bekannt, wonach bspw. aus der berechneten Zahl auszublendender Zylinder ein Ausblendmuster ermittelt und vom Einspritzsystem realisiert wird. Eine Momentenlücke zwischen zwei Stufen wird durch die Zündwinkelkorrektur kompensiert.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, um die Nachteile bei einer kurzzeitigen Reduzierung des Soll-Moments durch Einspritzausblendung von Zylindern und durch Zündwinkelspätverstellung zu verringern und um insbesondere die Belastung von Motorelementen zu minimieren und das Betriebsverhalten sowie die Abgasemissionen des Motors zu verbessern.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem Motorsystem vorgesehen, wobei der Verbrennungsmotor gemäß einer Vorgabe eines Soll-Moments betrieben wird. Bei einem Ereignis, das einen Momenten reduzierenden Eingriff anzeigt, wird das Soll-Moment des Verbrennungsmotors reduziert, indem die Anzahl von auszublendenden Zylindern und/oder ein Zündwinkel angepasst wird. Während des Ereignisses wird die Anzahl der auszublendenden Zylinder abhängig von dem vorgegebenen Soll-Moment und abhängig von einem Zustand des Motorsystems bestimmt.
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Dem obigen Verfahren liegt die Idee zugrunde, die Ermittlung der Anzahl der auszublendenden Zylinder bei einem kurzzeitigen Momenten reduzierenden Eingriff, abhängig von einem Zustand des Gesamtsystems, durchzuführen. Dies hat zur Folge, dass nicht bei jedem Momenten reduzierenden Eingriff nur abhängig von dem reduzierten Soll-Moment die Anzahl der auszublendenden Zylinder (Soll-Reduzierstufe) festgelegt wird, sondern dass weiterhin ein Zustand des Gesamtsystems berücksichtigt wird, um nachteilige Effekte durch Ausblendung von Zylindern bzw. durch eine Spätverstellung des Zündwinkels soweit möglich zu reduzieren. Es ist dabei vorgesehen, dass eine minimale Anzahl von auszublendenden Zylindern des Verbrennungsmotors ausgeblendet wird. Als Bezugsgröße zur Bestimmung der minimalen Anzahl von auszublendenden Zylindern wird das minimale Basismoment mibmn verwendet.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Soll-Zündwinkel zwsol nahe einer unteren Grenze (Aussetzergrenze) des Zündwinkels, d. h. nahe der maximalen Spätverstellung des Zündwinkels, bleibt.
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Insbesondere kann der Zustand des Motorsystems einschließlich des Abgastraktes (Katalysatoren) durch einen oder mehrere der folgenden Parameter bestimmt werden:
- - eine Drehzahl des Verbrennungsmotors,
- - einen Massenstrom in einen Abgasabschnitt des Verbrennungsmotors,
- - eine Abgastemperatur,
- - eine Temperatur der zugeführten Luft,
- - einen Massenstrom der zugeführten Luft;
- - einen Druck der Luft im Saugrohr;
- - einen Lambdawert des Abgases,
- - ein zum Betreiben des Verbrennungsmotors bereitgestelltes Steuersignal für Einspritzdüsen, und
- - ein zum Betreiben des Verbrennungsmotors bereitgestelltes Steuersignal für die Drosselklappe.
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Abhängig von dem Zustand des Motorsystems einschließlich des Abgastraktes (Katalysatoren) kann ein Interpolationsfaktor bestimmt werden, der angibt, in welchem Maß während des Ereignisses die Reduzierung des Soll-Moments durch eine Ausblendung von Zylindern und in welchem Maß durch eine Verstellung des Zündwinkels erreicht wird.
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Mit Hilfe des Interpolationsfaktors kann weiterhin ein Referenzmoment bestimmt werden, mit dem die Anzahl der auszublendenden Zylinder bestimmt wird, wobei der Interpolationsfaktor das Referenzmoment in einem Bereich zwischen einem minimalen Basismoment und einem maximalen Basismoment angibt.
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Der Interpolationsfaktor kann bezüglich einer Laufunruhe und/oder eines Auftretens eines Klopfereignisses und bezüglich einer Temperatur im Abgasabschnitt des Verbrennungsmotors und/oder der Abgasqualität bestimmt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann bei Berücksichtigung der Abgastemperatur und der Laufruhe des Verbrennungsmotors der Interpolationsfaktor bestimmt werden, indem die Anzahl der ausgeblendeten Zylinder so gewählt wird, dass der Zündwinkel möglichst spät gewählt und ein Temperaturgrenzwert des Abgases unterschritten wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Motorsteuerung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem Motorsystem vorgesehen. Die Motorsteuerung ist ausgebildet, um den Verbrennungsmotor gemäß einer Vorgabe eines Soll-Moments zu betreiben, um eine Angabe eines Ereignisses zu empfangen, das einen Momenten reduzierenden Eingriff anzeigt, um das Soll-Moment des Verbrennungsmotors bei Empfangen der Angabe des Ereignisses zu reduzieren, und um eine Anzahl von auszublendenden Zylindern und einen Zündwinkel auszuwählen, so dass das Soll-Moment erreicht wird. Die Motorsteuerung ist weiterhin ausgebildet, um während des Ereignisses die Anzahl der auszublendenden Zylinder abhängig von dem vorgegebenen Soll-Moment und abhängig von einem Zustand des Motorsystems zu bestimmen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem mit der obigen Motorsteuerung und einem Verbrennungsmotor vorgesehen, der mit Hilfe der Motorsteuerung betrieben wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren ausführt.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Blockdarstellung eines Motorsystems zur Veranschaulichung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Verfahrensschritte für ein Verfahren zur kurzzeitigen Reduzierung des Soll-Moments gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 und 4 Verlaufsdiagramme von Motorgrößen bei verschiedenen Soll-Red uzierstufen.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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In 1 ist ein Motorsystem 1 zum Einsatz in einem Gesamtsystem, wie z.B. einem Fahrzeug, schematisch dargestellt. Das Motorsystem 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 mit mehreren Zylindern 3. Der Verbrennungsmotor 2 wird mit Hilfe einer Motorsteuereinheit 4 in bekannter Weise angesteuert, um ein Soll-Moment über den Antriebsstrang 5 abzugeben. Die Anzahl der in dem Verbrennungsmotor 2 vorgesehenen Zylinder ist im Wesentlichen beliebig.
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Die Motorsteuerung 4 kann das vom Verbrennungsmotor 2 abgegebene Antriebsmoment auf vielfältige Weise einstellen. Zum Beispiel kann die Motorsteuereinheit 4 das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors 2 über eine Drosselklappenstellung, d. h. über eine Einstellung der Luftzufuhr, eine Einstellung der Einspritzmenge von eingespritztem Kraftstoff, einem Einstellen eines Zündwinkels für die Zylinder 3 und durch Ausblendung eines oder mehrerer Zylinder 3 und dergleichen, vornehmen. Eine Ausblendung eines Zylinders 3 bedeutet, dass in dem Zylinder 3 kein Kraftstoff eingespritzt wird und lediglich Luft aus dem Saugrohr angesaugt und in einen Abgasabschnitt 6 des Verbrennungsmotors 3 abgegeben wird. Die Anzahl der ausgeblendeten Zylinder 3 wird auch Reduzierstufe genannt.
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Beim Betrieb eines solchen Verbrennungsmotors 2 z.B. in einem Kraftfahrzeug kommt es zu kurzzeitigen Momenten reduzierenden Eingriffen, wie z.B. ESP-Eingriffen, Getriebeeingriffen bei Schaltvorgängen, Eingriffen, die das Soll-Drehmoment zur Drehzahlbegrenzung reduzieren, und anderen Eingriffen, bei denen sich das über einen Abtriebsstrang 5 des Verbrennungsmotors 2 übertragene Moment kurzzeitig verringert.
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In 1 ist dazu bspw. der Abtriebsstrang 5 über eine Kupplung 8 mit einem Getriebe 9 gekoppelt, die mit einer Getriebesteuereinheit 10 verbunden sind, um so ein Automatikgetriebe zu realisieren. Bei einem Schaltvorgang wird der Kraftschluss über den Abtriebsstrang 5 kurzzeitig ganz oder teilweise geöffnet, so dass das Lastmoment, das an dem Verbrennungsmotor 2 anliegt, erheblich reduziert wird. In der Regel werden derartige Momenten reduzierende Eingriffe an die Motorsteuereinheit 4 kommuniziert.
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Für kurzzeitige Momenten reduzierende Eingriffe ist es erforderlich, das MotorMoment möglichst schnell zu reduzieren, um die Drehzahl im Moment des Eingriffes nicht schnell ansteigen zu lassen. Vorzugsweise ist bei einem statischen Betrieb vorgesehen, das Motormoment so zu regeln, dass es auch während des Eingriffes zu keine wesentlichen Veränderung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 kommt. Um die Drehzahl im Moment des Eingriffs nicht schnell ansteigen zu lassen, ist jedoch ein schneller Momenteneingriff erforderlich. Für eine schnelle Momentenänderung sind jedoch beim Benzinmotor wegen der relativ langen Reaktionszeit der realen Füllung im Zylinder Steuereingriffe wie z.B. ein Einstellen der Drosselklappe bzw. ein Einstellen der eingespritzten Kraftstoffmenge beim Benzinmotor, wegen der Notwendigkeit eines im wesentlichen stöchiometrischen Kraftstoff/Luft-Gemischs, nicht geeignet. Schnelle Momentenänderungen werden daher üblicherweise durch Ausblenden eines oder mehrerer Zylinder 3 oder durch Verstellen des Zündwinkels realisiert.
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Dabei ist die (maximale) Soll-Reduzierstufe (Ausblendstufe) zum Erreichen des verringerten Soll-Moments bestimmt durch:
wobei redsol der Sollreduzierstufe, ZYLZA der Anzahl der Zylinder im Verbrennungsmotor, etaredsol dem gewünschten Ausblendwirkungsgrad, misol dem Sollmoment des Verbrennungsmotors und mibmx dem maximalen Basismoment im aktuellen Betriebszustand im voll befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors (d.h. bei möglichst optimalem Zündwinkel) entsprechen.
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Soll das reduzierte Soll-Moment über eine Verstellung des Zündwinkels realisiert werden, gilt dagegen:
wobei zwsol dem Sollzündwinkel, DZWETA einer Funktionsbeziehung zwischen dem Zündwinkel und dem Zündwinkelwirkungsgrad, etazwsol dem gewünschten Zündwinkelwirkungsgrad, miopt den optimalen Sollmoment und redist der Ist-Reduzierstufe entsprechen.
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Die Realisierung der kurzfristigen Reduzierung des Soll-Moments misol, entweder mit einer größtmöglichen Anzahl von auszublendenden Zylindern oder mit einem möglichst späten Zündwinkel, hat je nach Aspekt verschiedene Vorteile und Nachteile, die vom Betriebszustand des Gesamtsystems, beispielsweise vom Zustand einzelner Bauelemente des Motorsystems abhängen und somit das Verhalten des Gesamtsystems bestimmen können. So bewirkt z.B. die Erhöhung der Anzahl der Ausblendungen eine Kühlung des Abgassystems, insbesondere eines darin befindlichen Katalysators 12, weil die durch die ausgeblendeten Zylinder gepumpte Luft zur Abkühlung der im Abgassystem befindlichen Bauelemente führt. Dadurch kann z.B. eine Schädigung von Bauelementen im Abgassystem durch Erhöhen der Anzahl der ausgeblendeten Zylinder vermieden werden.
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Andererseits hat eine hohe Soll-Reduzierstufe zur Folge, dass das Verhalten des Motorsystems, insbesondere bei seiner Verwendung in einem Kraftfahrzeug dazu führt, dass die Laufruhe des Motors nicht optimal und dass eine erhöhte Geräuschentwicklung für den Fahrer negativ wahrnehmbar ist.
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Wenn weiterhin eine sprunghafte Erhöhung der Soll-Reduzierstufe einen Sprung des Zündwinkels von spät zu früh oder umgekehrt bewirkt, um das erwünschte Soll-Moment zu erreichen, führt dies zu einem veränderten Fahrgeräusch und einer veränderten Laufruhe, die z.B. hinsichtlich eines verbesserten Fahrkomforts vermieden werden sollten. Führt die Anpassung zu einem frühen Zündwinkel, wird der Verbrennungsmotor in einem klopfempfindlichen Bereich betrieben, was unter Umständen zu Klopfereignissen aufgrund der geänderten Brennraumzustände, wie Zylinderluftfüllung, Restgas, Saugrohrdruckpulsationen und dergleichen führen kann.
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Es besteht also ein Zielkonflikt bei der Realisierung des verringerten Soll-Moments durch die Maßnahmen des Festlegens der Anzahl der Einspritzausblendungen und des Einstellens des Zündwinkels hinsichtlich der Ziele:
- - Vermeiden von Klopfen bzw. von Klopfeingriffen;
- - Vermeiden eines zu großen Wärmeeintrags in den Abgastrakt;
- - Vermeiden von störenden Betriebsgeräuschen und unruhiger Laufruhe.
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Die Systemzustände können bspw. aus in der Motorsteuereinheit ableitbaren Motorparametern und Zustandsparametern ermittelt oder über geeignete Sensoren im Motorsystem erfasst werden. Es ist zweckmäßig, zur Festlegung der Reduzierstufe und der Zündwinkelverstellung zunächst die Reduzierstufe zu bestimmen, da über die Verstellung des Zündwinkels das Soll-Moment in einem kleineren Bereich als durch Ausblenden von Zylindern variiert werden kann.
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Bei der Ermittlung der gewünschten Soll-Reduzierstufe ist die Wahl eines geeigneten Bezugsmomentes mibred wesentlich. Es gilt:
mit einem Interpolationsfaktor fetared, der sich aus der jeweiligen Anforderung für eine Einspritzausblendung und dem Systemzustand ableitet. Der Wertebereich des Interpolationsfaktors fetared liegt zwischen 0 und 1, wobei mibred bei fetared = 0 mibmn, dem minimalen Basismoment, und bei fetared = 1 mibmx, dem maximalen Basismoment entspricht. Bei der Bestimmung der Soll-Reduzierstufe, basierend auf dem minimalen Basismoment mibmn anstelle des maximalen Basismoments mibmx wird ein Betrieb mit der minimalen möglichen Anzahl von Einspritzausblendungen bevorzugt, d. h. der Zündwinkel wird sich im Bereich von späten Zündwinkeln befinden und damit einen größeren bzw. größtmöglichen Anteil der Momentenreduzierung bewirken. Ein Bestimmen der Soll-Reduzierstufe, basierend auf dem maximalen Basismoment mibmx, entspricht umgekehrt dem Fall, dass die maximale Anzahl von möglichen Einspritzausblendungen gefordert wird und der Zündwinkel dadurch im Bereich von frühen Zündwinkeln liegt.
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Bei Werten von fetared zwischen 0 und 1 werden zur Bestimmung der Soll-Reduzierstufe die Anforderungen nach der minimalen Anzahl von notwendigen Einspritzausblendungen und der maximalen Anzahl von notwendigen Einspritzausblendungen miteinander entsprechend dem Interpolationsfaktor fetared kombiniert. Werte zwischen 0 und 1 können vorgesehen werden, um bei bestimmten Motorzuständen Zwischenzustände als Kompromisslösung zu erreichen. Beispielsweise können bei einem fetared = 0,5, d. h. das Bezugsmoment für die Bestimmung der Ausblendstufe und des Zündwinkels liegt in der Mitte zwischen dem maximalen und dem minimalen Basismoment, sowohl ein Klopfen, ein zu hoher Wärmeeintrag in den Abgastrakt, störende Betriebsgeräusche und Laufunruhe bis zu einem gewissen Maß vermieden bzw. reduziert werden. Somit können negative Auswirkungen von Ausblendungen und Zündwinkelverstellungen abhängig vom gerade vorliegenden Zustand des Motorsystems 1 vorgenommen werden, so dass die nachteiligen Wirkungen dieser Maßnahmen bestimmte vorgegebene Grenzwerte nicht übersteigen. Z.B. kann durch Ausblendung eines Zylinders die Temperatur im Abgasabschnitt gesenkt werden. Um jedoch bei der daraus folgenden Zündwinkelfrühverstellung ein Klopfen möglichst zu vermeiden, wird das Reduzieren des Sollmoments nicht ausschließlich durch Ausblenden von Zylindern realisiert. Vielmehr werden, bestimmt durch einen ausgewählten Interpolationswert fetared, nur soweit Zylinder ausgeblendet, wie es notwendig ist, den Temperaturschwellwert nicht zu überschreiten. Die verbleibende Reduzierung des Sollmoments wird mit Hilfe der Zündwinkelverstellung realisiert. Somit kann selbst dann, wenn es notwendig ist, die Temperatur im Abgasabschnitt zu begrenzen, weitestmöglich eine Laufunruhe oder störende Betriebsgeräusche des Motors vermieden werden.
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Indem als Bezugsgröße für die Berechnung des Ausblendwirkungsgrades etaredsol das Basisdrehmoments mibmx (das maximale Basismoment) herangezogen wird, wird aufgrund der Kaskade der Momentenumsetzung, d. h. die aufeinanderfolgende Berechnung der Reduzierstufe und des Zündwinkels, der frühest mögliche Zündwinkel (nahe zwbas) nach einer Änderung der Reduzierstufe in der Soll-Zündwinkelberechnung eingenommen und dadurch wieder der maximale Einstellungbereich in Richtung „spät“ für den Zündwinkel erreicht.
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Alternativ kann als Bezugsgröße das minimale Basismoment mibmn verwendet werden, wodurch sich, basierend auf dem angeforderten Soll-Moment misol, die minimale Anzahl von auszublendenden Zylindern 3 des Verbrennungsmotors 2 ergibt. Der Soll-Zündwinkel zwsol bleibt nahe der unteren Grenze (Aussetzergrenze) des Zündwinkels, d.h. nahe der maximalen Spätverstellung des Zündwinkels.
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Bei der Auswahl der Strategie ist eine Abwägung der Systemreaktion zu treffen. Die Realisierung des Soll-Drehmoments bei maximaler Anzahl von ausgeblendeten Zylindern bietet den Vorteil, dass der Zündwinkel wieder auf seinen frühesten möglichen Wert nahe zwbas zurückgeht und damit wieder der maximale Stellenhub für eine Momentenreduktion über Spätverstellung des Zündwinkels zur Verfügung steht. Die thermischen Einflüsse auf das Abgassystem sind dadurch minimiert.
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Die Berechnung mit minimaler Anzahl von auszublendenden Zylindern bietet dagegen den Vorteil, große Sprünge in der Soll-Reduzierstufe zu vermeiden, wobei der Zündwinkel in der Nähe seines spätest möglichen Wertes zwspae verbleibt. Dabei wird z. B. das Abgas über die Zündwinkelspätverstellung thermisch aufgeheizt. Dies kann bspw. nach einem Kaltstart des Motors zweckmäßig sein, um den Katalysator möglichst schnell auf die gewünschte Betriebstemperatur zu bringen. Gleichzeitig wird die Klopfneigung reduziert. Insbesondere bei großen Lasten sind der Einfluss auf die Abgasqualität und die thermische Belastung des Abgassystems gegeneinander abzuwägen.
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Der bei der Berechnung der Soll-Reduzierstufe berücksichtigte Systemzustand kann bspw. durch die aktuelle Drehzahl, den Massenstrom in das Abgassystem und eine entsprechende Abgastemperatur in geeigneter Weise beschrieben werden. Zur Beschreibung eignet sich eine Funktionseinheit 15, die z. B. ein Kennfeld speichert, das der Motorsteuereinheit 4 zur Verfügung gestellt wird, und ein entsprechendes fetared abhängig von Systemzuständen bereitstellt.
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Die Systemzustände können bspw. anhand Steuersignale für die Einspritzdüsen, der Drosselklappe und dergleichen sowie über Sensorsignale von Temperatursensoren im Saugrohr und im Abgasteil bzw. im Katalysator, Massesensoren im Saugrohr, Drucksensoren, der Lambdasonde und anderen Sensoren ermittelt werden. Daraus können in bekannter Weise Systemgrößen abgeleitet werden, mit denen sich Systemzustände erkennen und beschreiben lassen.
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In 2 ist ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im Schritt S1 werden Systemzustände ermittelt, die Einfluss auf die Wahl der Art der Reduzierung des Soll-Moments haben können, d. h. es werden Systemzustände ermittelt, anhand derer festgestellt wird, ob die Reduzierung des Soll-Moments misol eher über die Ausblendung von Zylindern 3 oder eher über die Zündwinkelspätverstellung erreicht werden soll. In Schritt S2 wird festgestellt, ob ein momentenreduzierender Eingriff erfolgt ist, z. B. durch Bereitstellen eines entsprechenden Ereignissignals von der Getriebesteuerung 10 an die Motorsteuereinheit 4. Das Ereignissignal kann bspw. einen ESP-Eingriff, einen Getriebeeingriff bei Schaltvorgängen, Eingriffe, die zur Begrenzung der maximalen Drehzahl erforderlich sind oder weitere Eingriffe anzeigen, die eine kurzzeitige Reduzierung des Lastmoments bewirken. Zeigt ein derartiges Ereignissignal E an, dass das Soll-Moment kurzeitig reduziert werden soll, wird das Verfahren mit Schritt S3 fortgesetzt. Andererseits kehrt das Verfahren zu Schritt S1 zurück.
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In Schritt S3 wird abhängig von den zuvor in Schritt S1 ermittelten Systemzuständen der Interpolationsfaktor fetared durch Auslesen aus einem Kennfeld oder durch Anwenden einer geeigneten Funktion ermittelt und aus dem Interpolationsfaktor fetared ein gewünschtes Bezugsmoment mibred berechnet. Das gewünschte Bezugsmoment mibred bestimmt über das vorgegebene Soll-Moment den Ausblendwirkungsgrad, der die Anzahl von auszublendenden Zylindern angibt, gemäß der oben aufgeführten Beziehung etaredsol = misol / mibred. Aus der Anzahl der auszublendenden Zylinder ergibt sich weiter nach oben genannten Formeln der entsprechende Zündwinkel zwsol.
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In Schritt S4 wird der Motor mit der entsprechenden Ausblendstufe etaredsol und dem berechneten Zündwinkel zwsol betrieben. In Schritt S5 wird festgestellt, ob das Ereignissignal ein Ende des Momente reduzierenden Eingriffs angibt. Zeigt das Ereignissignal dies an, wird zu Schritt S1 zurückgesprungen. Ansonsten wird weiter in Schritt S4 der Motor mit den entsprechenden Parametern betrieben.
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In 3 sind die Verläufe des Soll-Moments, des Ist-ZW-Wirkungsgrads, der minimalen und maximalen Basismomente, des Ist-Moments, der Ausblendstufe und des Ausblendwirkungsgrads bei dem Interpolationsfaktor fetared = 1 dargestellt. Man erkennt, dass sich die Zündwinkel eher im Bereich früher Zündwinkel befinden, während eine maximale Anzahl von Zylindern ausgeblendet werden. In 3 ist weiterhin erkennbar, dass der Zündwinkel stark schwankt.
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In 4 sind die entsprechenden Verläufe bei dem Interpolationsfaktor fetared = 0 dargestellt. Hierbei erkennt man, dass der Zündwinkel in einem Bereich später Zündwinkel verbleibt und eine minimale Anzahl von Ausblendungen vorgenommen wird.
