DE10200937A1 - Method of ignition advance control for motor vehicle internal combustion engine involves correlating stationary operation and air charge measurement derived ignition advance values - Google Patents

Method of ignition advance control for motor vehicle internal combustion engine involves correlating stationary operation and air charge measurement derived ignition advance values Download PDF

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Abstract

The method of ignition advance control dependent on applied load for a motor vehicle internal combustion engine involves providing a dynamic precontrol signal from a cylinder air filling target value and a dynamic correction factor. It involves fixing a first advance value with respect to an ignition characteristic linear field for stationary operation and a second value for an air charge measurement and correlating the two advance values. Claims include a motor vehicle internal combustion engine ignition advance calculator using the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zündwinkelberechnung bei Lastdynamik.The present invention relates to a method and a device for calculating the ignition angle under load dynamics.

Obwohl die vorliegende Erfindung auf beliebige Brennkraftmaschinen anwendbar ist, wird sie zusammen mit der ihr zugrundeliegenden Problematik insbesondere im Bezug auf eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug erläutert.Although the present invention is applicable to any internal combustion engine, it is put together with the underlying problem, especially in relation on an internal combustion engine for a motor vehicle explained.

Bei herkömmlichen Ottomotoren regelt im stationären Betrieb die vorhandene Klopfregelung den Zündwinkel nach spät wenn Klopfereignisse auftreten und erfasst werden. Um einen hohen Regelkomfort zu erreichen, muss diese Klopfregelung über eine gute Zündwinkel-Vorsteuerung entlastet werden. Dies geschieht bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen im stationären Betrieb durch das Bereitstellen von Zündwinkelkennfeldern und entsprechenden Adaptionen. Im instationären Betrieb der Brennkraftmaschine führt eine Laständerung ausgehend von einem vorhandenen niedrigen Lastbereich zu Beschleunigungsklopfen, wenn lediglich eine ungenaue Zündwinkelvorsteuerung vorgenommen wird. Bei Laststeuerung über das Einlassventil wird der Zündwinkel auf der Basis der am Sammlereingang gemessenen Luftmasse berechnet. Die in den Zylinder strömende Luftmasse wird jedoch dynamisch erst später am Sammlereingang gemessen. Da für niedrige Lasten frühe und für hohe Lasten späte Zündwinkel ausgegeben werden führt dies dazu, dass bei einer Lasterhöhung immer zu frühe Zündwinkel ausgegeben werden. Die bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen eingesetzten Funktionen zur Zündwinkel-Vorsteuerung beruhen auf einem empirisch ermittelten Zündwinkelvorhalt, welcher pauschal abhängig von einer Triggerbedingung für alle Zylinder vorgehalten wird.Regulates conventional gasoline engines in stationary Operate the existing knock control to retard the ignition angle when knocking events occur and are recorded. In order to achieve a high level of control convenience, this knock control must be via a good ignition pilot control be relieved. This happens in conventional internal combustion engines in stationary Operation by providing ignition angle maps and corresponding Adaptations. In the transient Operation of the internal combustion engine leads a load change starting from an existing low load range to acceleration knock, if only an inaccurate pilot control is made. With load control via the inlet valve the firing angle calculated on the basis of the air mass measured at the collector entrance. The one flowing into the cylinder However, air mass is only measured dynamically at the collector entrance later. As for low Loads early and for high loads late firing angle to be spent leads this means that when the load is increased, the ignition angle is always too early be issued. That with conventional internal combustion engines functions used to advance the ignition angle are based on an empirically determined ignition angle lead, which is a flat rate dependent from a trigger condition for all cylinders are held.

Die DE-A-199 02 203 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Festlegen des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine. Gemäß diesem Verfahren wird ein Kennlinienfeld für den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von mindestens einem die relative Luftfüllung eines Zylinders der Brennkraftmaschine anzeigenden Lastsignals bereitgestellt. Danach wird das Lastsignal zu einem vor dem festzulegenden Zündzeitpunkt liegenden Zeitpunkt erfasst bzw. gemessen. Anschließend erfolgt eine Vorhersage eines zukünftigen Lastsignals zu einem späteren, vor dem festzulegenden Zündzeitpunkt liegenden Zeitpunkt, und der Zündzeitpunkt wird unter Zugrundelegung des vorhergesagten zukünftigen Lastsignals aus dem Kennlinienfeld festgelegt.The DE-A-199 02 203 describes a method and a device for determining the ignition timing of an internal combustion engine. According to this method, a characteristic field for the ignition point is provided as a function of at least one load signal which indicates the relative air filling of a cylinder of the internal combustion engine. The load signal is then detected or measured at a point in time before the ignition point to be determined. A future load signal is then predicted at a later point in time before the ignition point to be determined, and the ignition point is determined on the basis of the predicted future load signal from the characteristic field.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Zündwinkelberechnung bei Lastdynamik bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.The invention has for its object a In contrast, improved ignition angle calculation to be provided with load dynamics. This task comes with the characteristics of claims solved.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, für die Vorsteuerung des Zündwinkels bei Lastübergängen ein eigenes dynamischen Signal zu Erzeugen. Dieses eigens erzeugte dynamische Signal wird aus dem Füllungssollwert, d.h. aus einer Interpretation der Fahrpedalstellung und der vorliegenden Momentenstruktur, und einem dynamischen Korrekturglied ermittelt. Dieses Signal entspricht somit einem dynamisch korrigierten Signal für die Vorsteuerung des Zündwinkels. Dazu wird vorzugsweise als dynamisches Korrekturglied ein variables Totzeitglied und ein variables Filter erster Ordnung verwendet. Vorzugsweise wird für einen ungedrosselten Betrieb ein anderes dynamisches Vorsteuersignal ermittelt als für einen gedrosselten Betrieb bzw. Notlauf. Dieses dynamische Vorsteuersignal modelliert dann die dynamische Luftfüllung des Zylinders.The invention is based on the basic idea for the Pilot control of the ignition angle at load transitions Generate your own dynamic signal. This specially created dynamic Signal is derived from the filling setpoint, i.e. from an interpretation of the accelerator pedal position and the existing torque structure, and a dynamic correction element is determined. This signal corresponds thus a dynamically corrected signal for the pilot control of the ignition angle. For this purpose, a variable is preferably used as a dynamic correction element Dead time element and a variable filter of the first order are used. Preferably is for unthrottled operation another dynamic pilot signal determined as for restricted operation or emergency operation. This dynamic pilot signal then models the dynamic air filling of the cylinder.

Auf der Grundlage dieses ermittelten dynamischen Vorsteuersignals wird anhand der normalen Zündwinkelkennfelder für stationären Betrieb abhängig von der aktuellen Betriebsart der Zündwinkel festgelegt.Based on this determined dynamic pilot signal is based on the normal ignition angle maps for stationary operation dependent determined by the current operating mode of the ignition angle.

Ferner erfolgt eine Berechnung des Zündwinkels auf der Grundlage der herkömmlichen Luftmassenmessung.A calculation of the firing angle based on the conventional Air mass measurement.

Abschließend wird aus den dabei bereitgestellten beiden Zündwinkeln, d.h. dem Zündwinkel, der auf Grundlage des dynamischen Vorsteuersignals und den Kennfeldern festgelegt wird, und dem Zündwinkel, der anhand der Luftmassenmessung ermittelt wird, der spätere bzw. kleinere Zündwinkel ausgewählt.In conclusion, the provided two firing angles, i.e. the firing angle, the based on the dynamic pilot signal and the maps and the ignition angle, which is determined on the basis of the air mass measurement, the later or smaller firing angles selected.

Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung des Zündwinkels anhand des dynamischen Vorsteuersignals und die danach folgende Auswahl des späten Zündwinkels erst oberhalb einer Dynamikschwelle, die vorzugsweise drehzahlabhängig ist. Weiter bevorzugt ist die Freischaltung oberhalb der Dynamikschwelle lediglich für eine applizierbare Zeit.The determination is preferably carried out the ignition angle based on the dynamic pilot signal and the following one Selection of the late ignition angle only above a dynamic threshold, which is preferably speed-dependent. Activation above the dynamic threshold is further preferred only for an applicable time.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zündwinkelberechnung bei Lastdynamik weist eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines dynamischen Vorsteuersignals aus dem Füllungssollwert und einem dynamischen Korrekturglied, eine Speichereinrichtung zum Speichern von Zündwinkelkennfeldern für den stationären Betrieb, eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Zündwinkels auf der Grundlage einer Luftmassenmessung, und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des auf der Grundlage des dynamischen Vorsteuersignals und der Zündwinkelkennfelder ermittelten Zündwinkels mit dem aus der Luftmassenmessung berechneten Zündwinkel auf.A device according to the invention for calculating the ignition angle in the case of load dynamics, a determination device has a determination a dynamic pilot control signal from the filling setpoint and a dynamic one Correction element, a memory device for storing ignition angle maps for the stationary Operation, a determining device for determining the ignition angle based on an air mass measurement, and a comparison device for comparing that based on the dynamic pilot signal and the ignition angle maps determined ignition angle with the ignition angle calculated from the air mass measurement.

Die Vorteile der Erfindung liegen in einem besseren Komfort bei Lastdynamik (d.h. kein Klopfen und besseres Ansprechverhalten), einer einfacheren Abstimmung unter alten Umgebungsbedingungen, sowie in der Einsatzmöglichkeit für verschiedene Brennkraftmaschinen bzw. Motorbetriebsarten (d.h. ungedrosselter Betrieb, gedrosselter Betrieb oder teilgedrosselter Betrieb) durch entsprechende Variation der Parameter.The advantages of the invention are in one Better comfort with load dynamics (i.e. no knocking and better response behavior), easier coordination under old ambient conditions, as well as in the application options for different internal combustion engines or engine operating modes (i.e. unthrottled operation, throttled operation or partially throttled operation) by appropriate variation of the parameters.

Claims (9)

Verfahren zur Zündwinkelberechnung bei Lastdynamik mit den Schritten: a. Erzeugen eines dynamischen Vorsteuersignals aus einem Zylinder-Luftfüllungssollwert und einem dynamischen Korrekturglied; b.Festlegen eines ersten Zündwinkelwertes anhand eines Zündwinkel-Kennlinienfeldes für stationären Betrieb; c. Berechnen eines zweiten Zündwinkelwertes unter Verwendung des Ergebnisses einer Luftmassenmessung; und d. Vergleichen des ersten Zündwinkelwertes mit dem zweiten Zündwinkelwert und Ausgeben des späteren Zündwinkelwertes.Procedure for calculating the ignition angle with load dynamics with the steps:  a. Generate a dynamic pilot signal from a cylinder air charge setpoint and a dynamic correction element;  b.Fixing a first one Zündwinkelwertes based on an ignition angle characteristic field for stationary operation; c. Calculate a second firing angle value using the result of an air mass measurement; and d. Compare the first firing angle value with the second firing angle value and outputting the later firing angle value. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt a das dynamische Vorsteuersignal abhängig von der vorliegenden Betriebsart erzeugt wird.The method of claim 1, wherein in step a dynamic pilot signal dependent is generated by the current operating mode. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zylinder-Luftfüllungssollwert anhand der Fahrpedalstellung und der vorliegenden Momentenstruktur ermittelt wird.The method of claim 1 or 2, wherein the cylinder air charge setpoint based on the accelerator pedal position and the existing torque structure is determined. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ferner eine drehzahlabhängige Dynamikschwelle bereitgestellt wird, wobei erst bei deren Überschreiten das dynamische Vorsteuersignal erzeugt wird.The method of claim 1, 2 or 3, further comprising a speed-dependent Dynamic threshold is provided, whereby the dynamic pilot signal is generated. Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei Überschreiten der Dynamikschwelle das Erzeugen des dynamischen Vorsteuersignals für eine vorgegebene Zeit freigeschaltet wird.A method according to claim 4, wherein if exceeded the dynamic threshold the generation of the dynamic pilot signal for one predetermined time is activated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das dynamische Korrekturglied ein variables Totzeitglied und ein variables Filter erster Ordnung aufweist.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the dynamic Correction element a variable dead time element and a variable filter first order. Vorrichtung zur Zündwinkelberechnung bei Lastdynamik, mit: einer Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines dynamischen Vorsteuersignals aus dem Zylinder-Luftfüllungssollwert unter Verwendung eines dynamischen Korrekturgliedes; einer Speichereinrichtung zum Speichern von Zündwinkelkennfeldern für stationären Betrieb; einer Auswahleinrichtung zum Auswählen eines ersten Zündwinkelwertes aus den gespeicherten Zündwinkelkennfeldern auf der Grundlage des erzeugten dynamischen Vorsteuersignals; einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines zweiten Zündwinkelwertes auf der Grundlage einer Luftmassenmessung; und einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des ersten Zündwinkelwertes mit dem zweiten Zündwinkelwert und Ausgeben des späteren Zündwinkelwertes.Device for calculating the ignition angle with load dynamics, with:  a generating device for generating a dynamic pilot signal from the cylinder air charge setpoint using a dynamic correction element; one Storage device for storing ignition angle maps for stationary operation; one Selection device for selection a first firing angle value from the stored ignition angle maps based on the generated dynamic pilot signal; a calculation device for calculating a second Zündwinkelwertes based on an air mass measurement; and a comparison device to compare the first firing angle value with the second firing angle value and outputting the later firing angle value. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das dynamische Korrekturglied ein variables Totzeitglied und ein variables Filter erster Ordnung aufweist.The apparatus of claim 7, wherein the dynamic Correction element a variable dead time element and a variable filter first order. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Füllungssollwert abhängig von der Fahrpedalstellung und der gegebenen Momentenstruktur ermittelt wird.Apparatus according to claim 7 or 8, wherein the filling setpoint dependent determined from the accelerator pedal position and the given torque structure becomes.
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