DE102020113703A1 - CONTROL UNIT FOR A VEHICLE COMBUSTION ENGINE - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor, der in einem Katalysator-Heizmodus betrieben werden kann. Der Regler erhält eine Antriebsdrehmomentanforderung, z.B. ein vom Fahrer gefordertes Antriebsdrehmoment, und eine Messung des tatsächlichen Luftmassenstroms in den Motor. Das Steuergerät bestimmt auf der Grundlage der empfangenen Drehmomentanforderung und der tatsächlichen Luftmasse einen erforderlichen Motorzündungseffizienzwert und definiert einen tatsächlichen Motorzündungseffizienzwert als das Minimum des erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes und einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündungseffizienzwert. Das Steuergerät bestimmt einen Zündzeitpunkt, der auf den Motor anzuwenden ist, auf der Grundlage des ermittelten tatsächlichen Motorzündwirkungsgradwerts und steuert den Motor so, dass er gemäß dem angewandten Motorzündzeitpunkt arbeitet, wenn der Motor im Katalysatorheizmodus betrieben wird.The present invention relates to a control device for a vehicle internal combustion engine which can be operated in a catalytic converter heating mode. The controller receives a drive torque request, e.g. a drive torque requested by the driver, and a measurement of the actual air mass flow into the engine. The controller determines a required engine ignition efficiency value based on the received torque request and the actual air mass and defines an actual engine ignition efficiency value as the minimum required engine ignition efficiency value and a threshold value for the maximum engine ignition efficiency value. The controller determines an ignition timing to be applied to the engine based on the determined actual engine ignition efficiency value and controls the engine to operate according to the applied engine ignition timing when the engine is operated in the catalyst heating mode.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein Steuergerät für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Steuergerät für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor, das in einem Katalysator-Heizmodus betrieben werden kann. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Steuergerät, auf ein Fahrzeug, auf ein Verfahren und auf ein nicht vorübergehendes, computerlesbares Speichermedium.The present disclosure relates to a control device for a vehicle internal combustion engine and in particular, but not exclusively, to a control device for a vehicle internal combustion engine which can be operated in a catalytic converter heating mode. Aspects of the invention relate to a control device, to a vehicle, to a method and to a non-transitory, computer-readable storage medium.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Bei Fahrzeugen, z.B. einem Auto mit Verbrennungsmotor, ist es bekannt, dass ein Katalysator mit einem Katalysator für die Reduzierung von toxischen Gasen und Schadstoffen im Abgas des Motors durch die Katalyse von Oxidations- und Reduktionsreaktionen zur Verfügung steht. Ein Katalysator muss auf eine Betriebstemperatur von typischerweise 400 bis 600 Grad Celsius erwärmt werden, um voll wirksam zu sein. Das bedeutet, dass im Falle eines Kaltstarts des Motors eine Zeitspanne vergeht, bevor der Katalysator auf seine Betriebstemperatur erwärmt wird, in der der Betrieb des Katalysators nicht seine optimale Wirksamkeit erreicht, was zu einer erhöhten Freisetzung von Emissionen in die Atmosphäre führt.In vehicles, e.g. In a car with an internal combustion engine, it is known that a catalytic converter with a catalytic converter is available for the reduction of toxic gases and pollutants in the exhaust gas of the engine by catalyzing oxidation and reduction reactions. A catalyst must be heated to an operating temperature of typically 400 to 600 degrees Celsius in order to be fully effective. This means that in the event of a cold start of the engine, a period of time elapses before the catalytic converter is heated to its operating temperature in which the operation of the catalytic converter does not achieve its optimal efficiency, which leads to an increased release of emissions into the atmosphere.

Während des normalen Betriebs wird ein Motor so gesteuert, dass er mit maximaler Effizienz arbeitet. Das heißt, der Zündzeitpunkt des Motors wird so eingestellt, dass das Drehmoment maximiert und die vom Motor erzeugte Abwärme minimiert wird. Es ist bekannt, dass ein Motor nach einem Kaltstart in einem Katalysatorheizmodus gesteuert wird. Der Motor wird im Katalysator-Heizmodus betrieben, bis der Katalysator vollständig erwärmt ist, was normalerweise 50 bis 60 Sekunden dauern kann. Im Katalysator-Heizmodus wird sich der Motor nach einem anfänglichen Flair hoher Drehzahlen zum Anlassen des Motors normalerweise auf eine Leerlaufdrehzahl einstellen, wobei der Motor so gesteuert wird, dass er ineffizient läuft, um die Menge der Abwärme an die Abgasanlage des Fahrzeugs zu erhöhen und so die Zeit zu verkürzen, die für die Erwärmung des Katalysators auf seine Betriebstemperatur benötigt wird. Der Motor wird so gesteuert, dass er ineffizient läuft, indem die Zündung des Motors verzögert wird und er einen hohen Luftmassendurchsatz und eine hohe Kraftstoffzufuhr hat. Der Motor erzeugt daher ein relativ niedriges Drehmoment, aber eine hohe Katalysatorerwärmung durch die Verbrennung von überschüssigem Kraftstoff im Abgas, wenn sich der Motor im Modus der Katalysatorerwärmung befindet.During normal operation, an engine is controlled to operate at maximum efficiency. That is, the ignition timing of the engine is adjusted so that the torque is maximized and the waste heat generated by the engine is minimized. It is known that an engine is controlled in a catalyst heating mode after a cold start. The engine is operated in the catalyst heating mode until the catalyst is fully warmed up, which can typically take 50 to 60 seconds. In the catalytic converter heating mode, after an initial high RPM flair, the engine will normally tune to idle speed to start the engine, with the engine being controlled to run inefficiently to increase the amount of waste heat to the vehicle's exhaust system and so on Reduce the time it takes for the catalytic converter to warm up to its operating temperature. The engine is controlled to run inefficiently by retarding the ignition of the engine and having high air mass flow and fuel delivery. The engine therefore produces relatively low torque but high catalyst heating from the combustion of excess fuel in the exhaust gas when the engine is in the catalyst heating mode.

Im Katalysator-Heizmodus, wenn das Fahrzeug relativ sanft gefahren wird, kann der Zündwirkungsgrad des Motors bei oder in der Nähe eines Zielwertes des Katalysator-Heizungswirkungsgrades bleiben, der niedriger als der maximale Zündwirkungsgrad ist. Wenn der Fahrer jedoch ein relativ hohes Drehmoment verlangt, wird dieses einfach durch Vorverlagerung der Zündung (in Richtung eines Punktes, der dem optimalen Zündwirkungsgrad entspricht) erzeugt. Da bereits ein hoher Luftmassendurchsatz und eine hohe Betankung vorhanden sind, bietet die Änderung des Zündzeitpunkts auf diese Weise eine sehr schnelle Möglichkeit zur Bereitstellung eines höheren Drehmoments. Tatsächlich ist das Drehmomentverhalten im Katalysator-Heizmodus schneller als im normalen Motorbetrieb, bei dem eine Verzögerung des zunehmenden Luftmassenstroms die Ansprechgeschwindigkeit begrenzt.In the catalyst heating mode, when the vehicle is being driven relatively gently, the ignition efficiency of the engine may remain at or near a target value of the catalyst heating efficiency that is lower than the maximum ignition efficiency. However, if the driver demands a relatively high torque, this is generated simply by advancing the ignition (towards a point which corresponds to the optimum ignition efficiency). Since there is already a high air mass throughput and a high level of fueling, changing the ignition point in this way offers a very quick way of providing a higher torque. In fact, the torque behavior in the catalytic converter heating mode is faster than in normal engine operation, in which a delay in the increasing air mass flow limits the response speed.

Daher führt ein hoher Drehmomentbedarf im Katalysator-Heizmodus zu einem effizienteren Betrieb des Motors, was bedeutet, dass weniger Abwärme in den Auspuff ausgestoßen wird. Dadurch wird der Anstieg der Katalysatortemperatur auf seine Betriebstemperatur verzögert, was zu höheren Gesamtemissionen führt.Therefore, a high torque requirement in the catalytic converter heating mode leads to more efficient operation of the engine, which means that less waste heat is emitted into the exhaust. This delays the rise in the catalyst temperature to its operating temperature, which leads to higher total emissions.

Vor diesem Hintergrund ist die vorliegende Erfindung zu sehen.The present invention is to be seen against this background.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Regler für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor vorgesehen, der in einem Katalysator-Heizmodus betrieben werden kann. Der Regler umfasst einen Eingang, der so konfiguriert ist, dass er Drehmomentanforderungsdaten empfängt, die einen Betrag des Antriebsdrehmoments angeben, der vom Motor bereitgestellt werden soll. Der Eingang ist so konfiguriert, dass er tatsächliche Luftmassendaten empfängt, die für den tatsächlichen Luftmassenstrom in den Motor kennzeichnend sind.According to one aspect of the present invention, a controller for a vehicle internal combustion engine is provided which can be operated in a catalytic converter heating mode. The controller includes an input configured to receive torque request data indicating an amount of drive torque to be provided by the engine. The input is configured in such a way that it receives actual air mass data which are indicative of the actual air mass flow into the engine.

Das Steuergerät umfasst einen Prozessor, der so konfiguriert ist, dass er einen erforderlichen Motorzündwirkungsgrad in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten und den tatsächlichen Luftmassendaten bestimmt. Der Prozessor ist so konfiguriert, dass er einen tatsächlichen Motorzündwirkungsgradwert definiert, der ein Minimum des erforderlichen Motorzündwirkungsgradwerts und einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündungsgradwert darstellt. Der Prozessor ist so konfiguriert, dass er einen angewandten Motorzündzeitpunkt auf der Grundlage des ermittelten tatsächlichen Motorzündwirkungsgradwerts bestimmt.The control unit comprises a processor which is configured such that it determines a required engine ignition efficiency as a function of the received torque request data and the actual air mass data. The processor is configured to define an actual engine ignition efficiency value that is a minimum of the required engine ignition efficiency value and a threshold value for the maximum engine ignition efficiency value. The processor is configured to determine an applied engine ignition timing based on the determined actual engine ignition efficiency value.

Das Steuergerät umfasst einen Ausgang, der so konfiguriert ist, dass er ein Steuersignal sendet, um den Motor so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem angewandten Motorzündzeitpunkt arbeitet, wenn der Motor im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.The control device includes an output configured to send a control signal, to control the engine to operate in accordance with the applied engine ignition timing when the engine is operated in the catalyst heating mode.

Die vorliegende Erfindung ist insofern vorteilhaft, als sie die Motoreffizienz abdeckt oder schützt, um die Abnahme der einem Abgaskatalysator des Fahrzeugs zugeführten oder zugeführten Wärme zu verringern, die sonst bei Ereignissen mit relativ hohem Drehmoment auftreten würde, wenn der Motor im Katalysatorheizmodus betrieben wird. Obwohl dies bedeutet, dass die vom Motor gelieferte Drehmomentreaktion nicht ganz so schnell sein wird, wird dies vom Fahrzeugführer unbemerkt bleiben, der bei normaler Interaktion mit dem Fahrzeug unbewusst den Bedarf am Gaspedal moduliert. Um die Drehmomentanforderung zu erfüllen, während die Zündwirksamkeit des Motors um den maximalen Schwellenwert steigt, wird der Regler mehr Luftmassenstrom verlangen. Der Drehmomentweg der Luftmasse hat eine größere Verzögerung als das einfache Vorverlegen des Zündzeitpunkts, wodurch das langsamere Ansprechen des Drehmoments verursacht wird. Das Nettoergebnis ist, dass der Fahrer das geforderte Drehmoment erhält, der Katalysator aber weiterhin relativ schnell erwärmt wird. Tatsächlich erhält der Fahrer die Drehmomentanforderung mit einer Förderrate, die der Reaktion während des normalen Motorbetriebs entspricht, wenn der Katalysator vollständig erwärmt ist, d.h. nicht im Modus der Katalysatorerwärmung. Dies liegt daran, dass der Motor im erwärmten (normalen) Zustand so gesteuert wird, dass er effizient, d.h. mit optimalem Zündzeitpunkt, läuft, so dass die Drehmomentanforderungen normalerweise durch Erhöhung des Luftmassenstroms erfüllt werden. Die Erfindung bietet daher ein gleichmäßigeres Motordrehmomentverhalten zwischen dem normalen und dem katalysatorbeheizten Motormodus.The present invention is advantageous in that it covers or protects engine efficiency to reduce the decrease in heat added or added to a vehicle's catalytic converter that would otherwise occur in relatively high torque events when the engine is operated in the catalyst heating mode. Although this means that the torque response provided by the engine will not be quite as quick, it will go unnoticed by the vehicle operator, who subconsciously modulates the demand on the accelerator pedal during normal interaction with the vehicle. In order to meet the torque requirement while the ignition efficiency of the engine increases by the maximum threshold value, the controller will require more air mass flow. The air mass torque path has a greater delay than simply advancing the ignition timing, which causes the slower torque response. The net result is that the driver gets the required torque, but the catalytic converter continues to heat up relatively quickly. In fact, the driver receives the torque request at a delivery rate that corresponds to the response during normal engine operation when the catalyst is fully warmed up, i.e. not in catalyst heating mode. This is because when the engine is warmed up (normal) it is controlled to run efficiently i.e. with optimal ignition timing, so that the torque requirements are usually met by increasing the air mass flow. The invention therefore offers smoother engine torque behavior between normal and catalyst-heated engine modes.

Die vorliegende Erfindung führt zu einer verringerten Variabilität der toxischen und/oder umweltschädlichen Motorabgasemissionen, z.B. der Real World Tailpipe-Emissionen, aufgrund der gleichmäßigeren Katalysatorerwärmung während der Wegfahrszenarien, d.h. nach einem Kaltstart des Motors, bei unterschiedlichem Fahrerbedarf. Dies wiederum bedeutet, dass der Motor weniger Zeit mit dem Betrieb im Katalysatorheizmodus verbringt, d.h. es dauert weniger Zeit, bis der Katalysator auf Betriebstemperatur aufgeheizt ist. Die vorliegende Erfindung verringert auch die Variabilität der Auspuffemissionen des Motors (NOx und HC) aufgrund der geringeren Variabilität des angewandten Zündzeitpunkts während der Katalysatorheizung, d.h. beim Betrieb im Katalysatorheizmodus. Die Erfindung hat das Potenzial, die Kosten von Abgasnachbehandlungssystemen zu senken oder die Fähigkeit zur Einhaltung künftiger Emissionsgrenzwerte zu erhöhen.The present invention results in reduced variability in toxic and / or polluting engine exhaust emissions, e.g. the real world tailpipe emissions, due to the more even catalyst heating during the drive away scenarios, i.e. after a cold start of the engine, with different driver needs. This in turn means that the engine spends less time operating in the catalyst heating mode, i. it takes less time for the catalytic converter to heat up to operating temperature. The present invention also reduces the variability in tailpipe emissions from the engine (NOx and HC) due to the less variability in the ignition timing applied during catalyst heating, i. when operating in catalyst heating mode. The invention has the potential to reduce the cost of exhaust aftertreatment systems or to increase the ability to meet future emission limits.

Die vorliegende Erfindung ist auf alle Anwendungen von Fremdzündungsmotoren anwendbar.The present invention is applicable to all spark ignition engine applications.

Die Drehmomentanforderungsdaten können Beschleunigungsanforderungsdaten umfassen, die auf einen vorübergehenden Anstieg des vom Motor zu liefernden Antriebsdrehmoments hinweisen.The torque request data may include acceleration request data indicating a temporary increase in the drive torque to be delivered by the engine.

Die Daten der Beschleunigungsanforderung können dazu führen, dass der tatsächliche Zündwirkungsgradwert des Motors größer ist als ein Zielwert für den Zündwirkungsgrad des Motors, der einen Zielwirkungsgrad des Motors definiert, wenn der Motor im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.The acceleration request data can result in the actual ignition efficiency value of the engine being greater than a target value for the ignition efficiency of the engine, which defines a target efficiency of the engine when the engine is operated in the catalyst heating mode.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er den Zielwert der Motorzündungseffizienz in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter bestimmt: Effizienz des Fahrzeugkatalysators, gemessene Temperatur des Katalysatorbausteins, modellierte Temperatur des Katalysatorbausteins, Fahrzeugmotordrehzahl und optimales Drehmoment im Verhältnis zur Motorlast.The processor can be configured to determine the target engine ignition efficiency based on at least one of the following parameters: vehicle catalytic converter efficiency, measured catalytic converter brick temperature, modeled catalytic converter brick temperature, vehicle engine speed, and optimal torque in relation to engine load.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er den Schwellenwert für den maximalen Zündwirkungsgrad des Motors in Abhängigkeit von mindestens einem der Parameter bestimmt.The processor can be configured to determine the threshold value for the maximum ignition efficiency of the engine as a function of at least one of the parameters.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er einen Soll-Luftmassenwert bestimmt, der einen Soll-Luftmassenstrom in den Motor anzeigt. Der Luftmassensollwert kann in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten und dem Zielwert für die Zündwirksamkeit des Motors bestimmt werden. Der Ausgang kann so konfiguriert werden, dass er das Steuersignal sendet, um den Motor so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem Luftmassensollwert arbeitet.The processor can be configured to determine a desired mass air value that is indicative of a desired mass air flow into the engine. The target air mass value can be determined as a function of the received torque request data and the target value for the ignition efficiency of the engine. The output can be configured to send the control signal to control the engine to operate in accordance with the air mass setpoint.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er einen optimalen Luftmassenwert ermittelt, der einen Luftmassenstrom in den Motor anzeigt, der zu einem optimalen Motorwirkungsgrad führt. Der optimale Luftmassenwert kann auf der Grundlage der empfangenen Drehmomentanforderungsdaten bestimmt werden. Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass der Soll-Luftmassenwert auf der Grundlage des optimalen Luftmassenwertes bestimmt wird.The processor can be configured to determine an optimal air mass value that indicates an air mass flow into the engine that results in optimal engine efficiency. The optimal air mass value can be determined based on the received torque request data. The processor can be configured to determine the target air mass value based on the optimal air mass value.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er den angewandten Motorzündzeitpunkt auf der Grundlage eines optimalen Motorzündzeitpunkts bestimmt.The processor can be configured to determine the applied engine ignition timing based on an optimal engine ignition timing.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er den optimalen Zündzeitpunkt des Motors in Abhängigkeit von den tatsächlichen Luftmassendaten bestimmt.The processor can be configured in such a way that it determines the optimal ignition timing of the engine as a function of the actual air mass data.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er einen Motorzündverzögerungswert auf der Grundlage des tatsächlichen Zündwirkungsgrades des Motors bestimmt. Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er den angewandten Motorzündzeitpunkt auf der Grundlage des Motorzündverzögerungswertes bestimmt.The processor can be configured to determine an engine ignition delay value based on the actual ignition efficiency of the engine. The processor can be configured to determine the applied engine ignition timing based on the engine ignition delay value.

Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er auf der Grundlage der tatsächlichen Luftmassendaten einen maximal verfügbaren Drehmomentwert ermittelt. Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er den erforderlichen Wert für den Zündwirkungsgrad des Motors in Abhängigkeit vom maximal verfügbaren Drehmomentwert bestimmt.The processor can be configured to determine a maximum available torque value based on the actual air mass data. The processor can be configured to determine the required value for the ignition efficiency of the engine as a function of the maximum available torque value.

Der Eingang kann so konfiguriert werden, dass er Drehmoment-Interventionsdaten empfängt, die einen Betrag des von mindestens einem Fahrzeug-Teilsystem angeforderten Drehmoments angeben. Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass er in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmoment-Eingriffsdaten einen Mindestwert für den erforderlichen Drehmoment-Eingriffsmotor-Zündwirkungsgrad bestimmt. Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass der tatsächliche Motorzündwirkungsgradwert gleich dem minimal erforderlichen Drehmoment-Eingriffs-Motorzündwirkungsgradwert ist, wenn er größer ist als das Minimum des erforderlichen Motorzündwirkungsgradwerts und des Schwellenwertes des maximalen Motorzündungsgradwerts.The input can be configured to receive torque intervention data indicating an amount of the torque requested by at least one vehicle subsystem. The processor can be configured to determine a minimum value for the required torque intervention engine ignition efficiency based on the received torque intervention data. The processor can be configured so that the actual engine ignition efficiency value is equal to the minimum required torque engagement engine ignition efficiency value when it is greater than the minimum required engine ignition efficiency value and the threshold maximum engine ignition efficiency value.

Das mindestens eine Fahrzeug-Teilsystem kann mindestens eines der folgenden Elemente umfassen: eine Windschutzscheibenheizung, eine Klimaanlage und ein Hybridantriebssystem.The at least one vehicle subsystem can comprise at least one of the following elements: a windshield heater, an air conditioning system and a hybrid drive system.

Die Drehmomentanforderungsdaten können auf einem Betrag des von einem Fahrer des Fahrzeugs angeforderten Antriebsdrehmoments basieren.The torque request data may be based on an amount of drive torque requested by a driver of the vehicle.

Die Höhe des vom Fahrer angeforderten Antriebsdrehmoments kann auf dem Grad der Betätigung eines Gaspedals des Fahrzeugs basieren.The amount of drive torque requested by the driver may be based on the degree of depression of an accelerator pedal of the vehicle.

Die Drehmomentanforderungsdaten können auf einem Betrag des von einem Fahrerassistenzfahrzeug des Systems angeforderten Antriebsdrehmoments basieren.The torque request data may be based on an amount of the drive torque requested by a driver assistance vehicle of the system.

Das eine oder die mehreren Fahrerassistenzsysteme können mindestens eines der folgenden Systeme umfassen: ein Antriebsschlupfregelsystem, ein Getriebesteuerungssystem und ein Leerlaufregelsystem.The one or more driver assistance systems can comprise at least one of the following systems: a traction control system, a transmission control system and an idling control system.

Die Drehmomentanforderungsdaten können konstante Drehmomentanforderungsdaten umfassen, die anzeigen, dass der angeforderte Betrag des Antriebsdrehmoments im Wesentlichen zeitlich konstant ist. Die tatsächlichen Luftmassendaten können Daten umfassen, die anzeigen, dass der tatsächliche Luftmassenstrom ein maximaler Luftmassenstrom ist. Der Prozessor kann so konfiguriert werden, dass der Schwellenwert des maximalen Motorzündungswirkungsgrads größer ist, wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein maximales angefordertes Drehmoment ist, als wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein minimales angefordertes Drehmoment ist.The torque request data may include constant torque request data indicating that the requested amount of drive torque is substantially constant over time. The actual air mass data may include data indicating that the actual air mass flow is a maximum air mass flow. The processor can be configured so that the threshold maximum engine ignition efficiency is greater when the requested torque amount is a maximum requested torque than when the requested torque amount is a minimum requested torque.

Der Schwellenwert des maximalen Motorzündungswirkungsgrades kann niedriger sein als ein optimaler Motorzündzeitpunkt, wenn der angeforderte Drehmomentbetrag ein maximales angefordertes Drehmoment ist.The maximum engine ignition efficiency threshold may be lower than an optimal engine ignition timing when the requested torque amount is a maximum requested torque.

Der Schwellenwert des maximalen Motorzündungswirkungsgrads kann von der angeforderten Drehmomentmenge abhängen, wenn die angeforderte Drehmomentmenge zwischen einem unteren Grenzdrehmoment, das größer als das minimal angeforderte Drehmoment ist, und dem maximal angeforderten Drehmoment liegt.The maximum engine ignition efficiency threshold may depend on the requested amount of torque if the requested amount of torque is between a lower limit torque that is greater than the minimum requested torque and the maximum requested torque.

Der tatsächliche Zündwirkungsgradwert des Motors kann dem erforderlichen Zündwirkungsgradwert des Motors entsprechen, wenn der Motor nicht im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.The actual ignition efficiency value of the engine may correspond to the required ignition efficiency value of the engine when the engine is not operated in the catalyst heating mode.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das einen Regler wie oben beschrieben enthält.According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle incorporating a controller as described above.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors vorgesehen, der in einem Katalysator-Heizmodus betrieben werden kann. Das Verfahren umfasst den Empfang von Drehmomentanforderungsdaten, die einen Betrag des vom Motor zu liefernden Antriebsdrehmoments angeben. Das Verfahren umfasst den Empfang von tatsächlichen Luftmassendaten, die den tatsächlichen Luftmassenstrom in den Motor anzeigen. Das Verfahren umfasst die Bestimmung eines erforderlichen Motorzündwirkungsgradwertes in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten und den tatsächlichen Luftmassendaten. Das Verfahren umfasst die Definition eines tatsächlichen Motorzündwirkungsgradwerts, der ein Minimum des erforderlichen Motorzündwirkungsgradwerts und einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündungsgradwert darstellt. Das Verfahren umfasst die Bestimmung eines angewandten Motorzündzeitpunktes auf der Grundlage des ermittelten tatsächlichen Motorzündwirkungsgradwertes. Das Verfahren umfasst das Senden eines Steuersignals, um den Motor so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem angewandten Motorzündzeitpunkt arbeitet, wenn der Motor im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.According to another aspect of the present invention, a method of controlling a vehicle internal combustion engine is provided which can be operated in a catalytic converter heating mode. The method includes receiving torque request data indicative of an amount of drive torque to be delivered by the engine. The method includes receiving actual air mass data indicative of the actual air mass flow into the engine. The method includes determining a required engine ignition efficiency value as a function of the received torque request data and the actual air mass data. The method includes defining an actual engine ignition efficiency value that is a minimum of the required engine ignition efficiency value and a threshold value for the maximum engine ignition efficiency value. The method includes determining an applied engine ignition timing based on the determined actual engine ignition efficiency value. The method includes sending a control signal to control the engine to operate in accordance with the applied engine ignition timing works when the engine is operated in the catalyst heating mode.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein nicht vorübergehendes, computerlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen, die oben beschriebene Methode auszuführen.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a non-transitory computer readable storage medium having stored thereon instructions which, when executed by one or more processors, cause the one or more processors to perform the method described above.

Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere deren einzelne Merkmale unabhängig oder in beliebiger Kombination genommen werden können. Das heißt, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale jeder Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder in beliebiger Kombination kombiniert werden können, es sei denn, diese Merkmale sind unvereinbar. Der Anmelder behält sich das Recht vor, einen ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch dahingehend zu ändern, dass er von einem Merkmal eines anderen Anspruchs abhängt und/oder ein Merkmal eines anderen Anspruchs einbezieht, obwohl dieser ursprünglich nicht in dieser Weise beansprucht wurde.In the context of this application, it is expressly intended that the various aspects, embodiments, examples and alternatives set forth in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following description and drawings, and in particular their individual features, independently or in any desired manner Combination can be taken. This means that all embodiments and / or features of each embodiment can be combined in any way and / or in any combination, unless these features are incompatible. Applicant reserves the right to amend an originally filed claim or to file a new claim accordingly, including the right to amend an originally filed claim to depend on a feature of another claim and / or a feature of another claim although it was not originally claimed in this way.

FigurenlisteFigure list

Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur beispielhaft anhand der zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:

  • ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Steuergerät;
  • ist ein Diagramm der Zündwirksamkeit gegen die Zündverzögerung für den Motor aus ;
  • Die und veranschaulichen eine Regelstrategie zur Bestimmung des Zielluftmassenstroms im Ansaugtrakt bzw. des angewandten Zündzeitpunkts für den Motor aus ;
  • Die sind Diagramme des angeforderten gegenüber dem tatsächlichen Drehmoment, des angeforderten gegenüber der tatsächlichen Luftmasse, der vom Fahrer geforderten Pedaleingabe, des Soll- gegenüber dem tatsächlichen Wirkungsgrad und der Abgastemperatur für das Fahrzeug und den Motor von ;
  • ist ein Diagramm des Zündwirkungsgrads in Abhängigkeit von der Zündverzögerung und gibt einen Schwellenwert für den maximalen Zündwirkungsgrad des Motors aus an;
  • Die und veranschaulichen eine Regelstrategie zur Bestimmung des Zielluftmassenstroms im Ansaugtrakt bzw. des angewandten Zündzeitpunkts für den Motor aus ;
  • Die sind Diagramme von angefordertem und tatsächlichem Drehmoment, angeforderter und tatsächlicher Luftmasse, vom Fahrer geforderter Pedaleingabe, Soll- und tatsächlichem Wirkungsgrad und Abgastemperatur für Fahrzeug und Motor aus ;
  • ist ein Diagramm des Schwellenwertes der maximalen Zündungseffizienz im Vergleich zum Drehmoment bei optimaler Effizienz für den Motor aus ; und,
  • zeigt die Schritte einer Methode, die vom Controller aus durchgeführt wird.
One or more embodiments of the invention will now be described only by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
  • is a schematic representation of a vehicle having an internal combustion engine and a control unit;
  • Figure 12 is a graph of ignition efficiency versus ignition delay for the engine off ;
  • The and illustrate a control strategy for determining the target air mass flow in the intake tract or the applied ignition point for the engine ;
  • The are diagrams of the requested versus the actual torque, the requested versus the actual air mass, the pedal input requested by the driver, the target versus the actual efficiency and the exhaust gas temperature for the vehicle and the engine of ;
  • is a diagram of the ignition efficiency as a function of the ignition delay and outputs a threshold value for the maximum ignition efficiency of the engine at;
  • The and illustrate a control strategy for determining the target air mass flow in the intake tract or the applied ignition point for the engine ;
  • The are diagrams of requested and actual torque, requested and actual air mass, pedal input requested by the driver, target and actual efficiency and exhaust gas temperature for the vehicle and engine ;
  • Figure 13 is a graph of the threshold maximum ignition efficiency versus optimum efficiency torque for the engine off ; and,
  • shows the steps of a method made by the controller is carried out.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10, z.B. eines Automobils, mit einem Verbrennungsmotor 12. Das Fahrzeug 10 hat auch eine Auspuffanlage (nicht dargestellt) von geeigneter, bekannter Art für die Emission von Abgasen aus dem Motor 12. Die Auspuffanlage verfügt über einen Katalysator oder einen katalytischen Konverter, um die Menge der vom Motor 12 erzeugten Schadstoffe, die vom Fahrzeug 10 emittiert werden, zu reduzieren, insbesondere durch die Katalyse von Oxidations- und Reduktionsreaktionen in bekannter Weise. Der Katalysator muss auf eine ausreichende Betriebstemperatur aufgeheizt werden, um voll wirksam zu sein. Konkret kann der Katalysator vordere und hintere Steine, z. B. Keramiksteine, enthalten, die auf Betriebstemperatur aufgeheizt werden müssen. Figure 3 is a schematic representation of a vehicle 10 , for example an automobile, with an internal combustion engine 12th . The vehicle 10 also has an exhaust system (not shown) of suitable known type for the emission of exhaust gases from the engine 12th . The exhaust system has a catalytic converter or a catalytic converter to control the amount of fuel from the engine 12th generated pollutants by the vehicle 10 are emitted to reduce, in particular by the catalysis of oxidation and reduction reactions in a known manner. The catalytic converter must be heated to a sufficient operating temperature in order to be fully effective. Specifically, the catalyst can front and rear stones, e.g. B. ceramic stones, which must be heated to operating temperature.

Das Fahrzeug 10 enthält ein Steuergerät 14 zur Steuerung des Betriebs des Motors 12, wie im Folgenden beschrieben wird. Das Steuergerät 14 hat einen Eingang 16, einen Prozessor 18 und einen Ausgang 20. Der Eingang 16 ist so konfiguriert, dass er Daten von einer Vielzahl verschiedener Sensoren und Systeme des Fahrzeugs 10 empfängt. Insbesondere empfängt der Eingang 16 Daten, die eine Beschleunigungs- oder Drehmomentanforderung von einem Fahrer des Fahrzeugs 10 anzeigen, über einen Beschleunigungspedalsensor 22, der so konfiguriert ist, dass er den Betätigungsgrad eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs 10 misst. Der Eingang 16 empfängt auch Daten, die eine Beschleunigungs- oder Drehmomentanforderung von einem oder mehreren Fahrerassistenzsystemen (ADAS) 24 des Fahrzeugs 10 anzeigen, z.B. einem Traktionssteuersystem, einem Getriebesteuersystem und einem Leerlaufdrehzahl-Steuersystem. Der Eingang 16 erhält auch Daten von einem Luftmasseneinströmsensor 26, der so konfiguriert ist, dass er die tatsächlich in den Motor 12 einströmende Luftmasse misst. Darüber hinaus empfängt der Eingang 16 Daten, die eine Drehmomentanforderung von einem oder mehreren Fahrzeug-Teilsystemen 28 anzeigen, wobei das Drehmoment das Teilsystem 28 antreiben soll und nicht die Räder des Fahrzeugs direkt mit Traktion versorgt 10. Die Fahrzeug-Teilsysteme 28 können eines oder mehrere der folgenden Systeme umfassen: eine Windschutzscheibenheizung, eine Klimaanlage und ein Hybridantriebssystem. Zusätzlich erhält der Eingang 16 von einem oder mehreren Temperatursensoren 30 Daten, die die Temperatur der Katalysatorsteine in der Auspuffanlage angeben.The vehicle 10 contains a control unit 14th to control the operation of the engine 12th as described below. The control unit 14th has an entrance 16 , a processor 18th and an exit 20th . The entrance 16 is configured to receive data from a variety of different sensors and systems in the vehicle 10 receives. In particular, the input receives 16 Data representing an acceleration or torque request from a driver of the vehicle 10 view, via an accelerator pedal sensor 22nd configured to adjust the degree of depression of an accelerator pedal of the vehicle 10 measures. The entrance 16 also receives data that an acceleration or torque request from one or more driver assistance systems (ADAS) 24 of the vehicle 10 show, e.g. a Traction control system, a transmission control system and an idle speed control system. The entrance 16 also receives data from an air mass inflow sensor 26th that is configured so that it actually goes into the engine 12th measures incoming air mass. In addition, the entrance receives 16 Data showing a torque request from one or more vehicle subsystems 28 show where the torque is the subsystem 28 to drive and not directly supply the wheels of the vehicle with traction 10. The vehicle subsystems 28 may include one or more of the following systems: a windshield heater, air conditioning, and a hybrid propulsion system. In addition, the entrance receives 16 from one or more temperature sensors 30th Data indicating the temperature of the catalyst stones in the exhaust system.

Der Prozessor 18 ist so konfiguriert, dass er auf der Grundlage der vom Eingang 16 empfangenen Daten einen Zündzeitpunkt bestimmt, der auf den Motor 12 anzuwenden ist, und der Ausgang 20 ist so konfiguriert, dass er den Motor 12 so steuert, dass er in Übereinstimmung mit dem bestimmten angewandten Motorzündzeitpunkt arbeitet. Insbesondere kann der Motor 12 ein oder mehrere Stellglieder 34 haben, die so eingestellt werden können, dass der Motor 12 in Übereinstimmung mit dem vom Prozessor 18 berechneten Zündzeitpunkt arbeitet. Dies wird im Folgenden ausführlich beschrieben. Das Fahrzeug verfügt über ein computerlesbares Speichergerät 32, in dem Anweisungen gespeichert sind, auf die der Prozessor 18 zugreifen kann, so dass der Prozessor 18 den angewandten Motorzündzeitpunkt bestimmen kann.The processor 18th is configured to work on the basis of the input 16 received data determines an ignition point that affects the engine 12th applies and the output 20th is configured to run the engine 12th controls to operate in accordance with the particular engine ignition timing applied. In particular, the engine 12th one or more actuators 34 that can be adjusted so that the motor 12th in accordance with that from the processor 18th calculated ignition point works. This is described in detail below. The vehicle has a computer readable storage device 32 , in which instructions are stored to which the processor 18th can access so that the processor 18th can determine the applied engine ignition timing.

Der Zündzeitpunkt bezieht sich auf den Zeitpunkt der Freisetzung eines Funkens in einer Brennkammer des Motors 12 nahe dem Ende des Kompressionshubs. Insbesondere bezieht sich der Zündzeitpunkt auf die aktuelle Position eines Kolbens des Motors 12 und auf den Winkel einer Kurbelwelle des Fahrzeugs 10. Während des normalen Betriebs des Motors 12 wird der Zündzeitpunkt auf einen optimalen Wert eingestellt, um die vom Motor erzeugte Leistung zu optimieren, die entstehende Abwärme zu minimieren und den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, d.h. den Wirkungsgrad des Motors 12 zu maximieren. Um den Katalysator rechtzeitig auf Betriebstemperatur zu bringen, arbeitet der Motor 12 bei der Erstinbetriebnahme des Motors 12 in einem Katalysatorheizmodus. Insbesondere wird während des Katalysator-Heizmodus der Zündzeitpunkt bei hohem Luftmassenstrom in den Motor 12 und hoher Betankung vom optimalen Zündzeitpunkt weg verzögert oder vorgezogen, so dass der Motor 12 ineffizient läuft. Der Betrieb des Motors 12 auf diese Weise erhöht die Menge an Abwärme, die der Motor 12 erzeugt und der Auspuffanlage zur Verfügung stellt, was wiederum die Zeit verkürzt, die der Katalysator benötigt, um seine Betriebstemperatur zu erreichen.Ignition timing refers to the time a spark is released in an engine combustion chamber 12th near the end of the compression stroke. In particular, the ignition point relates to the current position of a piston of the engine 12th and the angle of a crankshaft of the vehicle 10 . During normal engine operation 12th the ignition point is set to an optimal value in order to optimize the power generated by the engine, to minimize the resulting waste heat and to minimize fuel consumption, ie the efficiency of the engine 12th to maximize. The engine works to bring the catalytic converter up to operating temperature in good time 12th when starting the engine for the first time 12th in a catalyst heating mode. In particular, during the catalytic converter heating mode, the ignition point is when the air mass flow into the engine is high 12th and high fueling retarded or advanced away from the optimal ignition timing, so that the engine 12th runs inefficiently. The operation of the engine 12th doing this increases the amount of waste heat generated by the engine 12th and makes it available to the exhaust system, which in turn shortens the time it takes for the catalytic converter to reach its operating temperature.

zeigt ein Diagramm der Motoreffizienz (Ign η) 36 gegen Zündverzögerung 38, wenn der Motor 12 in bekannter Weise arbeitet. Es zeigt sich, dass der Motor 12 bei kleinen oder keinen Verzögerungswerten bei oder nahe dem maximalen Wirkungsgrad (100 % Wirkungsgrad) arbeitet, d.h. der Motor 12 arbeitet bei oder nahe dem maximalen Bremsmoment (MBT) 40. Mit zunehmendem Grad der Zündverzögerung 38 nimmt der Wirkungsgrad 36 des Motors ab. In einem Motor-Katalysator-Heizmodus für einen Kaltstart des Motors wird der Motor 12 bei Leerlaufdrehzahl in Übereinstimmung mit einem Zielwert der Motoreffizienz 42 gesteuert, der kleiner als der maximale Wirkungsgrad 40 ist. Das heißt, wenn der Motor 12 im Leerlauf läuft, wird der Zündzeitpunkt um einen bestimmten Verzögerungswert 44 von einem optimalen Zeitpunkt auf einen Zündzeitpunktwert verzögert, der zu dem gewünschten oder angestrebten Wirkungsgrad 42 führt. Der Zielwert der Motoreffizienz kann auf der Grundlage eines oder mehrerer verschiedener Parameter definiert werden, z.B. der Effizienz des Fahrzeugkatalysators, der gemessenen Temperatur der Katalysatorsteine, der modellierten Temperatur der Katalysatorsteine, der Fahrzeugmotordrehzahl und des optimalen Drehmoments im Verhältnis zur Motorlast. Die Differenz 46 zwischen dem angestrebten und dem maximalen Motorwirkungsgrad bedeutet, dass eine Drehmomentreserve vorhanden ist. Diese Drehmomentreserve kann genutzt werden, wenn der Drehmomentbedarf über das für die Leerlaufdrehzahl des Motors erforderliche Niveau ansteigt. Wenn z.B. ein Fahrer des Fahrzeugs 10 das Gaspedal betätigt, um das geforderte Motordrehmoment zu erhöhen, wird diese vorübergehende Drehmomenterhöhung durch eine Verringerung der Spätverstellung des Zündzeitpunkts erreicht, was wiederum den Motorwirkungsgrad erhöht. shows a diagram of the engine efficiency (Ign η) 36 against ignition delay 38 when the engine 12th works in a known way. It shows that the engine 12th with small or no deceleration values at or near the maximum efficiency (100% efficiency), ie the motor works 12th works at or near the maximum braking torque (MBT) 40 . With increasing degree of ignition delay 38 the efficiency increases 36 of the engine. In an engine-catalyst heating mode for a cold start of the engine, the engine is 12th at idle speed in accordance with a target value of engine efficiency 42 controlled that is less than the maximum efficiency 40 is. That is, if the engine 12th is idling, the ignition timing is delayed by a certain amount 44 retarded from an optimal point in time to an ignition point value that leads to the desired or desired efficiency 42 leads. The target engine efficiency can be defined based on one or more different parameters, e.g. the efficiency of the vehicle's catalytic converter, the measured temperature of the catalytic converter bricks, the modeled temperature of the catalytic converter bricks, the vehicle engine speed and the optimal torque in relation to the engine load. The difference 46 between the targeted and the maximum engine efficiency means that a torque reserve is available. This torque reserve can be used if the torque requirement rises above the level required for the idling speed of the engine. For example, if a driver of the vehicle 10 If the accelerator pedal is depressed to increase the required engine torque, this temporary increase in torque is achieved by reducing the retardation of the ignition point, which in turn increases the engine efficiency.

Die und zeigen jeweils die Schritte, die vom Regler 14 unternommen werden, um den Soll-Luftmasseneinlass in den Motor 12 und den angewandten Zündzeitpunkt des Motors 12 zu bestimmen, wenn der Motor 12 gemäß dem Kennfeld der arbeitet. Als Teil des Steuerungsverfahrens für den normalen Motorbetrieb, d.h. wenn der Katalysator auf Betriebstemperatur erwärmt wird, wird die für den Motor 12 erforderliche Luftmenge auf der Grundlage des Drehmomentbedarfs und des optimalen Wertes des Zündwinkels für den jeweiligen Drehmomentbedarf berechnet. Bei drehmomentbasiertem Motorbetrieb wird der Zündwinkel so eingestellt, dass die angeforderte Menge an Drehmoment auf der Grundlage einer Schätzung der tatsächlich in den Motor 12 eintretenden Luftmenge geliefert wird. Wenn die in den Motor 12 eintretende Luftmenge die Mindestmenge ist, die zur Erfüllung des Drehmomentbedarfs erforderlich ist, wird die Zündung auf den optimalen Zündzeitpunkt eingestellt. Während des Heizmodus oder -betriebs des Katalysators wird die Menge der angeforderten Luft und des Kraftstoffs erhöht, um sowohl die angeforderte Drehmomentmenge als auch einen zusätzlichen Wärmestrom für die Katalysatorheizung bereitzustellen.The and each show the steps taken by the controller 14th be made to the desired mass air intake into the engine 12th and the applied ignition timing of the engine 12th to determine if the engine 12th according to the map of is working. As part of the control procedure for normal engine operation, ie when the catalyst is warmed to operating temperature, that for the engine 12th required air volume is calculated based on the torque requirement and the optimal value of the ignition angle for the respective torque requirement. In torque-based engine operation, the ignition angle is adjusted so that the requested amount of torque is based on an estimate of the amount actually in the engine 12th incoming air volume is supplied. When the in the engine 12th the amount of air entering is the minimum amount required to meet the torque requirement, the ignition will be on the optimal ignition timing is set. During the heating mode or operation of the catalyst, the amount of requested air and fuel is increased in order to provide both the requested amount of torque and an additional heat flow for the catalyst heating.

zeigt, dass die für den Motoreinlass anzufordernde Zielluftmasse 50 auf der Grundlage des Drehmomentbedarfs 52 und des angestrebten Motorwirkungsgrades 42 berechnet wird. Insbesondere wird der angezeigte oder gemessene Drehmomentbedarf 52, z.B. auf der Grundlage der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer, empfangen und zur Bestimmung des optimalen Luftmassenbedarfs 54 verwendet, d.h. der Mindestmenge an Luft, die zur Bereitstellung des angeforderten Drehmoments, d.h. des maximalen Motorwirkungsgrads 40, erforderlich ist. Diese optimale Luftmasse 54 wird dann durch den angestrebten Motorwirkungsgrad 42 geteilt, um die Zielluftmasse 50 zu erhalten, die vom Motor 12 angesaugt werden soll. Es ist zu beachten, dass im Normalbetrieb der Soll-Motorwirkungsgrad 42 dem optimalen Motorwirkungsgrad 40 entspricht, d.h. gleich eins für die vorliegende Berechnung, so dass die optimale Luftmassenanforderung 54 gleich der Soll-Luftmassenanforderung 50 ist. Während des Katalysator-Heizmodus des Motors 12 ist der Soll-Motorwirkungsgrad 42 jedoch kleiner als der maximale Motorwirkungsgrad 40, d.h. kleiner als eins für die vorliegende Berechnung (wie in dargestellt), so dass die Soll-Luftmassenanforderung 50 größer als die optimale Luftmassenanforderung 54 ist. shows that the target air mass to be requested for the engine intake 50 based on the torque requirement 52 and the desired engine efficiency 42 is calculated. In particular, the displayed or measured torque requirement 52 , for example on the basis of the actuation of the accelerator pedal by the driver, received and to determine the optimal air mass requirement 54 used, ie the minimum amount of air required to provide the requested torque, ie the maximum engine efficiency 40 , is required. This optimal air mass 54 is then determined by the desired engine efficiency 42 divided to the target air mass 50 to get that from the engine 12th should be sucked in. It should be noted that in normal operation the target engine efficiency 42 the optimal motor efficiency 40 corresponds to, ie equal to one for the present calculation, so that the optimal air mass requirement 54 equal to the target air mass requirement 50 is. During the catalytic converter heating mode of the engine 12th is the target engine efficiency 42 however, less than the maximum motor efficiency 40 , i.e. less than one for the present calculation (as in shown), so that the target air mass requirement 50 greater than the optimal air mass requirement 54 is.

zeigt, dass der Zündzeitpunkt 60, der auf den Motor 12 anzuwenden ist, auf der Grundlage der tatsächlichen Luftmasse 62, die dem Motor 12 zugeführt wird, und des geforderten Drehmoments 52 berechnet wird. Insbesondere wird die tatsächliche Luftmasse 62 gemessen und verwendet, um das maximal verfügbare Drehmoment 64 zu bestimmen, d.h. das maximale Drehmoment, das bei dem gegebenen Lufteinlassniveau bereitgestellt werden kann. Das geforderte Drehmomentniveau 52 wird dann durch das maximal verfügbare Drehmoment 64 geteilt, um den erforderlichen Wirkungsgrad 66 zu erhalten, bei dem der Motor 12 arbeiten muss, um das geforderte Drehmoment 52 für die gegebene Luftmenge 62 zu liefern, die tatsächlich in den Motor 12 gelangt. Das Niveau der Zündzeitpunktverzögerung 38, das erforderlich ist, um den erforderlichen Wirkungsgrad 66 des Motors zu erreichen, wird dann bestimmt und dann zum optimalen Zündzeitpunkt 68 (entsprechend dem maximalen Motorwirkungsgrad) addiert, um den angewandten Zündzeitpunktwert 60 zu erhalten. Es ist zu beachten, dass, wenn das angeforderte Drehmoment 52 gleich dem maximal verfügbaren Drehmoment ist, der Motor 12 mit dem maximalen Wirkungsgrad 40 arbeiten muss, d.h. der erforderliche Motorwirkungsgrad 66 ist gleich dem optimalen oder maximalen Motorwirkungsgrad 40. Wenn der Motor 12 mit dem maximalen Wirkungsgrad 40 arbeiten soll, dann entspricht dies einer Nullspätverschiebung des Zündzeitpunkts vom optimalen Zündzeitpunkt 68, d.h. in diesem Fall ist der angewandte Zündzeitpunkt 60 gleich dem optimalen Zündzeitpunkt 68. shows that the ignition timing 60 that is on the engine 12th is to be applied based on the actual air mass 62 that the engine 12th is supplied, and the required torque 52 is calculated. In particular, the actual air mass 62 measured and used to get the maximum available torque 64 to determine the maximum torque that can be provided at the given air intake level. The required torque level 52 is then based on the maximum available torque 64 divided to the required efficiency 66 to get where the engine 12th must work to get the required torque 52 for the given amount of air 62 to deliver that actually into the engine 12th got. The level of ignition timing retardation 38 that is required to achieve the required efficiency 66 of the engine is then determined and then the optimal ignition timing 68 (corresponding to the maximum engine efficiency) added to the applied ignition point value 60 to obtain. It should be noted that when the requested torque 52 equals the maximum available torque, the motor 12th with the maximum efficiency 40 must work, ie the required motor efficiency 66 is equal to the optimal or maximum engine efficiency 40 . When the engine 12th with the maximum efficiency 40 should work, then this corresponds to a zero retardation of the ignition point from the optimal ignition point 68 , ie in this case is the applied ignition timing 60 equal to the optimal ignition point 68 .

Die bis zeigen illustrative Diagramme verschiedener Parameter über die Zeit, wenn der Motor 12 gemäß der Karte in arbeitet. Insbesondere die bis zeigen Parameterdiagramme für den Fall, dass der Motor 12 in einem Katalysator-Heizmodus betrieben wird und ein vorübergehender Anstieg des vom Fahrer angeforderten Drehmoments des Motors 12 auftritt. Insbesondere zeigt das angeforderte Drehmoment 52 gegenüber dem tatsächlichen Drehmoment 70, zeigt die gesamte angeforderte Luftmasse 50 gegenüber der tatsächlichen Luftmasse 62, zeigt den vom Fahrer geforderten Pedaleingang 72, d.h. den Grad der Betätigung des Gaspedals, zeigt den Soll-Motorwirkungsgrad 42 gegenüber dem tatsächlichen Motorwirkungsgrad 74, und zeigt die Abgastemperatur 76.The to show illustrative diagrams of various parameters over time when the engine 12th according to the map in is working. especially the to show parameter diagrams in the event that the engine 12th is operated in a catalytic converter heating mode and a temporary increase in the engine torque requested by the driver 12th occurs. Especially shows the requested torque 52 versus the actual torque 70 , shows the total requested air mass 50 versus the actual air mass 62 , shows the pedal input required by the driver 72 , i.e. the degree of actuation of the accelerator pedal, shows the target engine efficiency 42 compared to the actual motor efficiency 74 , and shows the exhaust gas temperature 76 .

Es ist zu erkennen, dass bei einer anfänglich konstanten, vom Fahrer geforderten Pedaleingabe, d.h. wenn der Fahrer das Gaspedal nicht niederdrückt oder das Gaspedal in einer eingestellten Position hält ( ), dann sind das geforderte und das tatsächliche Drehmoment 52, 70 konstant auf demselben Wert ( ) und die geforderte und die tatsächliche Luftmasse 50, 62 konstant auf demselben Wert ( ). Darüber hinaus zeigt , dass der tatsächliche Motorwirkungsgrad 74 gleich dem Soll-Motorwirkungsgrad 42 ist, der jeder geeignete Prozentsatz des maximalen Motorwirkungsgrades 40 sein kann, z.B. 50% des maximalen Motorwirkungsgrades 40. Darüber hinaus zeigt , dass die Abgastemperatur 76 an diesem Punkt ebenfalls konstant ist.It can be seen that with an initially constant pedal input requested by the driver, i.e. if the driver does not depress the accelerator pedal or hold the accelerator pedal in a set position ( ), then this is the required torque and the actual torque 52 , 70 constant at the same value ( ) and the required and actual air mass 50 , 62 constant at the same value ( ). It also shows that the actual engine efficiency 74 equal to the target engine efficiency 42 is any suitable percentage of the maximum engine efficiency 40 can be, for example 50% of the maximum engine efficiency 40 . It also shows that the exhaust gas temperature 76 is also constant at this point.

Es ist auch zu erkennen, dass bei einer Stufenerhöhung des vom Fahrer geforderten Pedaleingangs 72, d.h. wenn der Fahrer das Gaspedal betätigt ( ), eine Stufenerhöhung des geforderten Drehmoments 52 erfolgt, die im Wesentlichen mit dem tatsächlichen Drehmoment 70 übereinstimmt ( ). Die erhöhte angeforderte Drehmomentmenge 52 wird unter Verwendung der verfügbaren Luftmasse durch Anpassung des Zündzeitpunktwertes erreicht. Insbesondere wird unter Bezugnahme auf der Zündverzögerungswert 38 verringert, um die verfügbare Drehmomentreserve 46 so zu nutzen, dass es zu einer sprunghaften Erhöhung des tatsächlichen Motorwirkungsgrades 74 weg vom Zielwirkungsgrad 42 kommt ( ). Diese Erhöhung des Motorwirkungsgrades bedeutet, dass eine geringere Menge an Abwärme durch die Auspuffanlage entsteht und somit eine Verringerung der Abgastemperatur 76 ( ). Da die gewünschte Drehmomenterhöhung durch Einstellung des Zündzeitpunktwertes erreicht wird, erfolgt die entsprechende Erhöhung des tatsächlichen Drehmoments im wesentlichen augenblicklich (wie in ). Im Gegensatz dazu hinkt die tatsächliche Luftmasse 62 der geforderten Luftmasse 50 hinterher ( ), was auf die physikalischen Beschränkungen des Luftwegs zurückzuführen ist, z.B. Verzögerungen des Stellantriebs, Zeitaufwand für die Änderung des Ansaugkrümmerdrucks usw. zeigt, dass die vom Fahrer verlangte Pedaleingabe 72 nach der Trittänderungserhöhung konstant bleibt (auf einem höheren Wert als zuvor). Der tatsächliche Wirkungsgrad 74 kehrt allmählich zum Zielwirkungsgrad 42 zurück ( ), da er die relativ langsame Reaktion der Luftmasse 62 ausgleicht. Während der tatsächliche Motorwirkungsgrad 74 langsam auf den Zielwirkungsgrad 42 zurückkehrt, steigt die Abgastemperatur 76 langsam in entsprechender Weise an ( ). Dieser Ansatz führt eindeutig zu niedrigeren Abgastemperaturen, was wiederum die Zeit verlängert, die der Katalysator benötigt, um sich auf Betriebstemperatur aufzuheizen. Das Drehmomentverhalten ist im Katalysator-Heizmodus schneller als im normalen Motorbetrieb, da es wegen der relativ hohen Drehmomentreserve 46 im Katalysator-Heizmodus nicht vom Ansprechverhalten des Luftweges abhängig ist. Die Probleme der verringerten Abgastemperaturen und der längeren Zeit, die für die Katalysatorerwärmung benötigt wird, werden durch Aspekte der Erfindung in der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Abbildungen behandelt.It can also be seen that when the level of the pedal input required by the driver increases 72 , i.e. when the driver presses the accelerator pedal ( ), a step increase in the required torque 52 takes place, essentially with the actual torque 70 matches ( ). The increased amount of torque requested 52 is achieved using the available air mass by adapting the ignition point value. In particular, reference is made to the ignition delay value 38 reduced by the available torque reserve 46 to be used in such a way that there is a sudden increase in the actual engine efficiency 74 away from the target efficiency 42 comes ( ). This increase in engine efficiency means that a less waste heat is created by the exhaust system and thus a reduction in exhaust gas temperature 76 ( ). Since the desired increase in torque is achieved by adjusting the ignition point value, the corresponding increase in the actual torque is essentially instantaneous (as in ). In contrast, the actual air mass lags 62 the required air mass 50 after ( ) due to physical constraints on the airway, e.g. actuator delays, time taken to change intake manifold pressure, etc. shows that the pedal input requested by the driver 72 remains constant after the step change increase (at a higher value than before). The actual efficiency 74 gradually returns to the target efficiency 42 back ( ), as it is the relatively slow reaction of the air mass 62 compensates. While the actual engine efficiency 74 slowly to the target efficiency 42 returns, the exhaust gas temperature rises 76 slowly in a corresponding way ( ). This approach clearly results in lower exhaust gas temperatures, which in turn increases the time it takes for the catalytic converter to heat up to operating temperature. The torque behavior is faster in the catalytic converter heating mode than in normal engine operation, because of the relatively high torque reserve 46 in the catalytic converter heating mode is not dependent on the response behavior of the airway. The problems of reduced exhaust gas temperatures and the increased time required for catalyst heating are addressed by aspects of the invention in the following description and the accompanying drawings.

zeigt ein Diagramm des Motorwirkungsgrades (Ign η) 36 gegen Zündverzögerung 38, wenn der Motor 12 nach einem Beispiel der Erfindung arbeitet. Der Betrieb ist ähnlich dem des in gezeigten Kennfeldes und für ähnliche Merkmale werden ähnliche Ziffern verwendet. Wie in dem in dargestellten Kennfeld wird in , wenn der Motor 12 in einem Katalysator-Heizmodus bei Leerlaufdrehzahl betrieben wird, der Motor 12 in Übereinstimmung mit dem angestrebten Motorwirkungsgrad 42 betrieben, um eine schnellere Katalysatorerwärmung durch erhöhte Abwärme des Motors 12 zu fördern. Die Unterschiede zum Kennfeld in werden nun beschrieben. Anders als im Kennfeld von gibt es in einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündwirkungsgrad 80, über den der Motorzündwirkungsgrad 36 im Katalysatorheizmodus nicht ansteigt. Beispielsweise kann der Zielwirkungsgrad 42 etwa 50 % des maximalen Wirkungsgrades 40 betragen, und der obere Schwellenwert bzw. Schutzgitter 80 kann etwa 75 % des maximalen Wirkungsgrades 40 betragen; es können jedoch beliebige geeignete Werte verwendet werden. Der Schwellenwert des maximalen Motorzündungswirkungsgrads 80 kann auf der Grundlage eines oder mehrerer verschiedener Parameter definiert werden, z. B. auf der Grundlage des Wirkungsgrads des Fahrzeugkatalysators, der gemessenen Temperatur der Katalysatorsteine, der modellierten Temperatur der Katalysatorsteine, der Fahrzeugmotordrehzahl und des optimalen Drehmoments im Verhältnis zur Motorlast. Wie in wird in , wenn ein Fahrer des Fahrzeugs 10 das Gaspedal betätigt, um das geforderte Motordrehmoment zu erhöhen, diese vorübergehende Drehmomenterhöhung durch eine Verringerung der Verzögerung des Zündzeitpunkts erreicht, was wiederum den Motorwirkungsgrad erhöht. Anders als in darf jedoch in der Verzögerungsgrad des Zündzeitpunkts nur so lange verringert werden, bis der Zündwirkungsgrad 36 den Schwellenwirkungsgrad 80 erreicht. Übersteigt die angeforderte Drehmomentmenge immer noch das beim oberen Schwellenwirkungsgrad 80 verfügbare Drehmoment, so wird dies durch eine Erhöhung des Luftmassenstroms in den Motor 12 erreicht. zeigt, dass eine reduzierte Drehmomentreserve 46 zur Verfügung steht, die bei einem vorübergehenden Anstieg des angeforderten Drehmoments aus dem Leerlauf oder einem anderen stationären Zustand genutzt werden kann. shows a diagram of the motor efficiency (Ign η) 36 against ignition delay 38 when the engine 12th works according to an example of the invention. The operation is similar to that of the in Similar numbers are used for the map shown and for similar features. As in the in map is shown in when the engine 12th operating in a catalyst heating mode at idle speed, the engine 12th in accordance with the desired engine efficiency 42 operated to a faster catalytic converter heating due to increased waste heat from the engine 12th to promote. The differences to the map in will now be described. Unlike in the map of available in a threshold value for the maximum engine ignition efficiency 80 over which the engine ignition efficiency 36 does not increase in catalyst heating mode. For example, the target efficiency 42 about 50% of the maximum efficiency 40 and the upper threshold or protective grid 80 can be about 75% of the maximum efficiency 40 be; however, any suitable values can be used. The threshold of maximum engine ignition efficiency 80 can be defined based on one or more different parameters, e.g. B. on the basis of the efficiency of the vehicle catalyst, the measured temperature of the catalyst stones, the modeled temperature of the catalyst stones, the vehicle engine speed and the optimal torque in relation to the engine load. As in is in when a driver of the vehicle 10 Depressing the accelerator pedal to increase the required engine torque, this temporary increase in torque is achieved by reducing the retardation of the ignition timing, which in turn increases engine efficiency. Unlike in but may be in the degree of retardation of the ignition timing can only be reduced until the ignition efficiency 36 the threshold efficiency 80 reached. If the requested amount of torque still exceeds that at the upper threshold efficiency 80 available torque, this is done by increasing the air mass flow into the engine 12th reached. shows that a reduced torque reserve 46 is available, which can be used in the event of a temporary increase in the requested torque from idle or another steady state.

Die und zeigen jeweils die Schritte, die vom Regler 14 unternommen werden, um den Soll-Luftmasseneinlass in den Motor 12 und den angewandten Zündzeitpunkt des Motors 12 zu bestimmen, wenn der Motor 12 gemäß dem Kennfeld in arbeitet. Die Steuerschritte in den und sind ähnlich wie die in den und , und für ähnliche Merkmale werden ähnliche Ziffern verwendet. zeigt die Schritte, die zur Bestimmung der Zielluftmasse 50 durchgeführt werden, die dem Motor 12 zugeführt werden soll, wenn der Motor 12 in Übereinstimmung mit dem Kennfeld der arbeitet. Es ist zu erkennen, daß die Zielluftmasse 50 in bestimmt wird, wenn der obere Wirkungsgrad-Schwellenwert 80 in der gleichen Weise wie in verwendet wird, wenn kein oberer Wirkungsgrad-Schwellenwert vorhanden ist.The and each show the steps taken by the controller 14th be made to the desired mass air intake into the engine 12th and the applied ignition timing of the engine 12th to determine if the engine 12th according to the map in is working. The control steps in the and are similar to those in the and , and similar numerals are used for similar features. shows the steps involved in determining the target air mass 50 carried out to the engine 12th should be fed when the engine 12th in accordance with the map of the is working. It can be seen that the target air mass 50 in is determined when the upper efficiency threshold 80 in the same way as in is used when there is no upper efficiency threshold.

zeigt die Schritte, die durchgeführt wurden, um den Zündzeitpunkt 60 zu bestimmen, der auf den Motor 12 anzuwenden ist. Wie in wird in der Zündzeitpunkt 60 auf der Grundlage der tatsächlich in den Motor 12 eingeleiteten Luftmasse 62 und des geforderten Drehmoments 52 berechnet. Anders als in wird jedoch in der Zündzeitpunkt 60 zusätzlich auf der Grundlage der maximalen Effizienzgrenze, d.h. dem oberen Schwellenwert des Motorwirkungsgrades 80, berechnet. Insbesondere wird, wie in , in das optimale oder maximal verfügbare Drehmoment 64 auf der Grundlage der gemessenen tatsächlichen Luftmasse 62 in den Motor 12 bestimmt, und der erforderliche Motorwirkungsgrad 66 wird durch Division des angeforderten Drehmoments 52 durch das maximal verfügbare Drehmoment 64 ermittelt. Anders als in wird jedoch in der erforderliche Zündwirkungsgrad 66 nicht direkt verwendet, um den erforderlichen Grad der Zündverzögerung 38 zu bestimmen. Stattdessen bestimmt das Steuergerät 14 in den Mindestwert 82 der erforderlichen Motorzündungseffizienz 66 und den maximalen oder oberen Schwellenwert der Effizienz (für die Katalysatorheizung) 80. Im vorliegenden Beispiel wird vor der Bestimmung der erforderlichen Zündverzögerung 38 (wie unten beschrieben) eine weitere Bestimmung vorgenommen; in einigen Beispielen wird jedoch dieses ermittelte Minimum 82 als tatsächlicher Motorzündwirkungsgrad festgelegt und zur Berechnung der angewandten Zündverzögerung 38, die zum Erreichen dieses Wirkungsgrades erforderlich ist, und somit zur Berechnung des angewandten Zündzeitpunkts 60 durch Summierung mit dem optimalen Zündzeitpunkt 68 verwendet. shows the steps that were taken to adjust the ignition timing 60 to determine who is on the engine 12th is to be applied. As in is in the ignition timing 60 based on actually in the engine 12th introduced air mass 62 and the required torque 52 calculated. Unlike in however, is in the ignition timing 60 additionally based on the maximum efficiency limit, ie the upper threshold value of the engine efficiency 80 , calculated. In particular, as in , in the optimal or maximum available torque 64 based on the measured actual air mass 62 in the engine 12th and the required motor efficiency 66 is obtained by dividing the requested torque 52 through the maximum available torque 64 determined. Unlike in however, is in the required ignition efficiency 66 not used directly to get the required degree of ignition delay 38 to determine. Instead, the control unit determines 14th in the minimum value 82 the required engine ignition efficiency 66 and the maximum or upper threshold efficiency (for catalyst heating) 80 . In this example, before determining the required ignition delay 38 made another determination (as described below); however, in some examples this minimum is determined 82 defined as the actual engine ignition efficiency and used to calculate the applied ignition delay 38 required to achieve this efficiency and thus to calculate the ignition point used 60 by summing with the optimal ignition point 68 used.

In dem in beschriebenen Beispiel wird vor der Bestimmung der erforderlichen Zündverzögerung 38 ein weiterer Schritt durch den Controller 14 durchgeführt. Insbesondere wendet das Steuergerät 14 nur den oberen Schwellenwert der Zündwirksamkeitsgrenze 80 auf eine Drehmomentanforderung 52 an, um das Fahrzeug 10 anzutreiben. Im vorliegenden Beispiel basiert das angeforderte Drehmoment 52 auf der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer; dies kann jedoch alternativ oder zusätzlich auf einer Drehmomentanforderung von einem oder mehreren der Fahrerassistenzsysteme (ADAS) 24 des Fahrzeugs 10 beruhen. Es kann erforderlich sein, dass der Motor 12 ein oder mehrere der anderen Fahrzeugteilsysteme 28, z.B. Fahrwerkstabilitätskontrollsystem, Getriebedrehzahlregelung, Klimaanlage usw., mit einem Drehmoment versorgt. Das von diesen Teilsystemen 28 angeforderte Drehmoment kann als Drehmoment-Eingriffe bezeichnet werden, und das Steuergerät 14 sorgt dafür, dass die obere Schwelle der Zündwirksamkeit 80 bei solchen Drehmoment-Eingriffen die Bereitstellung des erforderlichen Drehmoments an die Teilsysteme 28 nicht verhindert. Insbesondere wird die für die Drehmomenteingriffe erforderliche Mindestzündwirksamkeit 84 bestimmt, und dann wird die tatsächliche Zündwirksamkeit als das Maximum 86 der Mindestzündwirksamkeit 84 und das Minimum 82 (der erforderlichen Motorzündwirksamkeit 66 und der maximalen oder oberen Schwellenwirksamkeit 80) berechnet. Dieser Höchstwert 86 wird dann verwendet, um den Grad der erforderlichen Zündverzögerung 38 zu bestimmen. Die obere Grenze 80 des Zündwirkungsgrades 36 wird nur auf das vom Fahrer geforderte oder nach ADAS 24 geforderte Drehmoment angewandt und nicht auf durch eine wählbare Option erhöhte Drehmomenteingriffe. Wenn diese Option aktiv ist, begrenzt sie die Anforderung des Fahrers immer noch auf den oberen Wirkungsgrad-Guard 80, um die Situation zu vermeiden, dass die Anforderung des Fahrers die zunehmende Interventionsanforderung übersteigt und während des aktiven Eingriffs unkontrolliert wird.In the in The example described is prior to determining the required ignition delay 38 another step through the controller 14th carried out. In particular, the control unit turns 14th only the upper threshold of the ignition effectiveness limit 80 to a torque request 52 to the vehicle 10 to drive. In this example, the requested torque is based 52 on the actuation of the accelerator by the driver; However, this can alternatively or additionally be based on a torque request from one or more of the driver assistance systems (ADAS) 24 of the vehicle 10 are based. It may require the engine 12th one or more of the other vehicle subsystems 28 , for example chassis stability control system, transmission speed control, air conditioning, etc., supplied with a torque. That of these subsystems 28 Requested torque can be referred to as torque interventions, and the control unit 14th ensures that the upper threshold of ignition effectiveness 80 with such torque interventions, the provision of the required torque to the subsystems 28 not prevented. In particular, the minimum ignition efficiency required for the torque interventions 84 is determined, and then the actual ignition efficiency is taken as the maximum 86 the minimum ignition efficiency 84 and the minimum 82 (the required engine ignition efficiency 66 and the maximum or upper threshold effectiveness 80 ) calculated. This maximum value 86 is then used to determine the degree of ignition delay required 38 to determine. The upper limit 80 the ignition efficiency 36 is only based on what is required by the driver or according to ADAS 24 Required torque is applied and not to torque interventions increased by a selectable option. When this option is active, it still limits the driver's request to the upper efficiency guard 80 in order to avoid the situation that the driver's request exceeds the increasing intervention request and becomes uncontrolled during the active intervention.

Die bis zeigen illustrative Diagramme verschiedener Parameter über die Zeit, wenn der Motor 12 gemäß dem Kennfeld in arbeitet. Ähnlich wie die bis zeigt das angeforderte Drehmoment 52 im Vergleich zum tatsächlichen Drehmoment 70, die angeforderte Gesamtluftmasse 50 im Vergleich zur tatsächlichen Luftmasse 62, die vom Fahrer geforderte Pedaleingabe 72, d.h. den Grad der Betätigung des Fahrpedals, den Soll-Motorwirkungsgrad 42 im Vergleich zum tatsächlichen Motorwirkungsgrad 74 und die Abgastemperatur 76.The to show illustrative diagrams of various parameters over time when the engine 12th according to the map in is working. Similar to that to shows the requested torque 52 compared to the actual torque 70 , the requested total air mass 50 compared to the actual air mass 62 , the pedal input required by the driver 72 , i.e. the degree of actuation of the accelerator pedal, the target engine efficiency 42 compared to the actual motor efficiency 74 and the exhaust gas temperature 76 .

Wie zuvor kommt es bei einer schrittweisen Erhöhung der vom Fahrer geforderten Pedaleingabe 72 ( ) zu einer schrittweisen Erhöhung des geforderten Drehmoments 52, die im Wesentlichen mit dem tatsächlichen Drehmoment 70 ( ) übereinstimmt und zu einer schrittweisen Erhöhung des tatsächlichen Motorwirkungsgrads 74 weg vom Zielwirkungsgrad 42 ( ) führt. Im Gegensatz zum vorhergehenden Beispiel darf jedoch, wenn der tatsächliche Motorwirkungsgrad 74 den oberen Wirkungsgrad-Schwellenwert 80 erreicht, die Zündung nicht weiter vorangetrieben werden, um die Drehmomentanforderung 52 zu erfüllen (siehe ), und der tatsächliche Zündwirkungsgrad 74 wird auf dem Wirkungsgrad-Schwellenwert 80 gehalten. Wie aus ersichtlich, bleibt die Verzögerung der tatsächlichen Luftmasse 62 in Bezug auf die geforderte Luftmasse 50 während des instationären Betriebs unverändert gegenüber dem vorherigen Beispiel, wenn der obere Wirkungsgrad-Schwellenwert 80 erreicht ist. Eine solche Sicherung des maximalen Motorwirkungsgrades schränkt jedoch die Menge des im wesentlichen augenblicklichen Drehmomentverhaltens ein, die zur Verfügung steht. Sobald der Schwellenwirkungsgrad 80 erreicht ist, ist in zu sehen, dass das tatsächliche Drehmoment dem Normalbetrieb ähnlicher wird, bei dem der Motor 12 bei maximalem Wirkungsgrad betrieben wird und die Drehmomentreaktion 70 der Reaktion des Luftwegesystems folgt ( ). Dies führt zu erhöhten Abgastemperaturen 76 ( ) im Vergleich zu einem nicht überwachten Wirkungsgrad ( ), wodurch der Katalysatortemperaturanstieg während des instationären Betriebs beschleunigt wird. Tatsächlich wird, sobald der Wirkungsgrad bewacht wird, der Erwärmung des Katalysators Vorrang vor der Drehmomentanforderung eingeräumt.As before, there is a gradual increase in the pedal input required by the driver 72 ( ) to a step-by-step increase in the required torque 52 that is essentially the actual torque 70 ( ) and to a gradual increase in the actual motor efficiency 74 away from the target efficiency 42 ( ) leads. In contrast to the previous example, however, if the actual engine efficiency 74 the upper efficiency threshold 80 reached, the ignition can not be further advanced to the torque request 52 to meet (see ), and the actual ignition efficiency 74 is on the efficiency threshold 80 held. How out apparent, the delay in the actual air mass remains 62 in relation to the required air mass 50 unchanged from the previous example during transient operation if the upper efficiency threshold value 80 is reached. Such assurance of maximum engine efficiency, however, limits the amount of essentially instantaneous torque behavior that is available. Once the threshold efficiency 80 is reached is in see that the actual torque becomes more similar to normal operation at which the engine is running 12th is operated at maximum efficiency and the torque response 70 the response of the airway system follows ( ). This leads to increased exhaust gas temperatures 76 ( ) compared to an unmonitored efficiency ( ), whereby the catalyst temperature rise is accelerated during transient operation. In fact, as soon as the efficiency is monitored, the heating of the catalytic converter is given priority over the torque request.

zeigt, dass die maximale Leistung des Motors 12 unter stationären Bedingungen, d.h. im Wesentlichen zeitlich konstant, begrenzt sein kann. veranschaulicht insbesondere zwei Möglichkeiten, wie der obere Schwellenwert des Zündwirkungsgrades 80 in Abhängigkeit vom geforderten Drehmoment bei optimalem Wirkungsgrad variieren kann. Kurve A veranschaulicht, wie der Zündwirkungsgrad 36 unter vorübergehenden Bedingungen während der Katalysatorerwärmung beispielsweise auf etwa 50 % des maximalen Wirkungsgrads 40 begrenzt wird, aber unter einem Zustand voller Anforderung der Zündwirkungsgrad 36 unter stationären Bedingungen bei maximalem Luftstrom nicht begrenzt oder eingeschränkt wird. Kurve B hat eine ähnliche Zündwirksamkeit 36 unter vorübergehenden Bedingungen mit zunehmendem Luftstrom wie Kurve A, aber bei vollem Bedarf wird die Zündwirksamkeit 36 auf einen Schwellenwert 88 begrenzt, der unter dem maximalen Wirkungsgrad 40 liegt, z.B. auf etwa 70% des maximalen Wirkungsgrades 40. Eine solche Kalibrierung hätte eine Verringerung des maximalen Drehmoments des Motors 12 zur Folge, würde aber einen erheblichen Anstieg der Abgas- und Katalysatortemperatur bewirken. shows that the maximum power of the engine 12th under stationary conditions, ie essentially constant over time, can be limited. particularly illustrates two possibilities, such as the upper threshold value of the ignition efficiency 80 can vary depending on the required torque with optimal efficiency. Curve A illustrates how the ignition efficiency 36 under temporary conditions during the catalyst heating, for example, to about 50% of the maximum efficiency 40 is limited, but under a state of full demand the ignition efficiency 36 is not limited or restricted under stationary conditions at maximum airflow. Curve B has a similar ignition efficiency 36 under temporary conditions with increasing air flow like curve A, but when fully needed the ignition efficiency 36 on a threshold 88 limited that below the maximum efficiency 40 is, for example, about 70% of the maximum efficiency 40 . Such a calibration would have reduced the maximum torque of the engine 12th result, but would cause a significant increase in exhaust gas and catalyst temperature.

fasst die Schritte einer Methode 90 (wie oben beschrieben) zusammen, die vom Regler 14 durchgeführt wird, um den Betrieb des Motors 12 zu steuern. In Schritt 92 erhält der Eingang 16 die Drehmomentanforderungsdaten 52, die einen Betrag des Antriebsdrehmoments angeben, der vom Motor 12 bereitgestellt werden soll. Diese Drehmomentanforderung 52 kann das vom Fahrer angeforderte Drehmoment oder das vom ADAS angeforderte Drehmoment sein. Bei Schritt 94 erhält der Eingang 16 vom Luftmassenstromsensor 26 die tatsächlichen Luftmassendaten 62, die den tatsächlichen Luftmassenstrom in den Motor 12 anzeigen. In Schritt 96 bestimmt der Prozessor 18 in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten 52 und den tatsächlichen Luftmassendaten 62 den erforderlichen Motorzündungseffizienzwert 66. In Schritt 98 bestimmt der Prozessor 18 das Minimum 82 des berechneten erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes 66 und den Schwellenwert für den maximalen Motorzündungseffizienzwert 80 und legt dieses Minimum 82 als den tatsächlichen Motorzündungseffizienzwert fest, der vom Motor 12 erreicht werden soll. In Schritt 100 bestimmt der Prozessor 18 den angewandten Motorzündzeitpunkt 60, der erforderlich ist, um den tatsächlichen Motorzündwirkungsgradwert zu erreichen, insbesondere durch Verschiebung des Zündzeitpunkts um einen berechneten Betrag vom optimalen Zündzeitpunkt aus. In Schritt 102 sendet das Steuergerät 14 ein Steuersignal über den Ausgang 20, um den Motor so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem angewandten Motorzündzeitpunkt 60 arbeitet, wenn der Motor 12 im Katalysatorheizmodus betrieben wird, z.B. unmittelbar nach einem Kaltstart des Motors 12, bevor der Motorkatalysator Betriebstemperatur erreicht. Der Motor 12 kann vom Katalysator-Heizmodus in den Normalbetrieb übergehen, sobald der Katalysator, insbesondere die Steine, vollständig auf Betriebstemperatur erwärmt worden sind. summarizes the steps of a method 90 (as described above) together from the controller 14th is carried out to the operation of the engine 12th to control. In step 92 receives the receipt 16 the torque request data 52 that indicate an amount of drive torque exerted by the engine 12th should be provided. This torque requirement 52 can be the driver requested torque or the ADAS requested torque. At step 94 receives the receipt 16 from the air mass flow sensor 26th the actual air mass data 62 showing the actual air mass flow into the engine 12th Show. In step 96 determines the processor 18th depending on the received torque request data 52 and the actual air mass data 62 the required engine ignition efficiency value 66 . In step 98 determines the processor 18th the minimum 82 the calculated required engine ignition efficiency value 66 and the threshold for the maximum engine ignition efficiency value 80 and sets this minimum 82 as the actual engine ignition efficiency value obtained from the engine 12th should be achieved. In step 100 determines the processor 18th the applied engine ignition timing 60 , which is required to achieve the actual engine ignition efficiency value, in particular by shifting the ignition timing by a calculated amount from the optimal ignition timing. In step 102 sends the control unit 14th a control signal via the output 20th to control the engine to operate in accordance with the applied engine ignition timing 60 works when the engine 12th is operated in catalyst heating mode, for example immediately after a cold start of the engine 12th before the catalytic converter reaches operating temperature. The motor 12th can switch from the catalytic converter heating mode to normal operation as soon as the catalytic converter, especially the stones, have been fully heated to operating temperature.

Es wird geschätzt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung abzuweichen.It is appreciated that various changes and modifications can be made in the present invention without departing from the scope of the present application.

Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere deren einzelne Merkmale unabhängig oder in beliebiger Kombination genommen werden können. Das heißt, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale jeder Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder in beliebiger Kombination kombiniert werden können, es sei denn, diese Merkmale sind unvereinbar. Der Anmelder behält sich das Recht vor, einen ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch dahingehend zu ändern, dass er von einem Merkmal eines anderen Anspruchs abhängt und/oder ein Merkmal eines anderen Anspruchs einbezieht, obwohl dieser ursprünglich nicht in dieser Weise beansprucht wurde.In the context of this application, it is expressly intended that the various aspects, embodiments, examples and alternatives set forth in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following description and drawings, and in particular their individual features, independently or in any desired manner Combination can be taken. This means that all embodiments and / or features of each embodiment can be combined in any way and / or in any combination, unless these features are incompatible. Applicant reserves the right to amend an originally filed claim or to file a new claim accordingly, including the right to amend an originally filed claim to depend on a feature of another claim and / or a feature of another claim although it was not originally claimed in this way.

Die Erfindung wird durch die folgenden nummerierten Klauseln beschrieben:-

  1. 1. Ein Steuergerät (14) für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor (12), das in einem Katalysator-Heizmodus betreibbar ist, wobei das Steuergerät (14) umfasst:
    • einen zum Empfang konfigurierten Eingang (16):
      • Drehmomentanforderungsdaten (52), die einen Betrag des Antriebsdrehmoments angeben, der vom Motor (12) geliefert werden soll; und,
      • tatsächliche Luftmassendaten (62), die den tatsächlichen Luftmassenstrom in den Motor (12) anzeigen;
    • einen Prozessor (18), der so konfiguriert ist:
      • einen erforderlichen Motorzündungseffizienzwert (66) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) und den tatsächlichen Luftmassendaten (62) zu bestimmen;
      • einen tatsächlichen Motorzündungseffizienzwert als ein Minimum (82) des erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) und einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündungseffizienzwert (80) definieren;
      • einen angewandten Motorzündzeitpunkt (60) auf der Grundlage des ermittelten tatsächlichen Motorzündungseffizienzwertes zu bestimmen; und,
    • einen Ausgang (20), der so konfiguriert ist, dass er ein Steuersignal sendet, um den Motor (12) so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem angewandten Motorzündzeitpunkt (60) arbeitet, wenn der Motor (12) im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.
  2. 2. Steuergerät (14) gemäß Klausel 1, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) Beschleunigungsanforderungsdaten umfassen, die eine transiente Zunahme des Betrags des Antriebsdrehmoments anzeigen, der von dem Motor (12) bereitgestellt werden soll.
  3. 3. Steuergerät (14) gemäß Klausel 2, wobei die Beschleunigungsanforderungsdaten bewirken, dass der tatsächliche Motorzündungseffizienzwert größer ist als ein Soll-Motorzündungseffizienzwert (42), der einen Soll-Motorwirkungsgrad definiert, wenn der Motor (12) im Katalysatorheizmodus arbeitet.
  4. 4. Steuergerät (14) gemäß Klausel 3, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den Zielwert (42) der Motorzündungseffizienz in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter bestimmt: Fahrzeugkatalysatoreffizienz; gemessene Katalysatorbausteintemperatur; modellierte Katalysatorbausteintemperatur; Fahrzeugmotordrehzahl; und optimales Drehmoment relativ zur Motorlast.
  5. 5. Steuergerät (14) gemäß Klausel 4, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den Schwellenwert des maximalen Motorzündungseffizienzwertes (80) in Abhängigkeit von mindestens einem der Parameter bestimmt.
  6. 6. Steuergerät (14) gemäß einer der Klauseln 3 bis 5, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er einen Soll-Luftmassenwert (50) bestimmt, der einen Soll-Luftmassenstrom in den Motor (12) anzeigt, wobei der Soll-Luftmassenwert (50) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) und dem Soll-Motorzündwirkungsgrad (42) bestimmt wird, und wobei der Ausgang (20) so konfiguriert ist, dass er das Steuersignal sendet, um den Motor (12) so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem Soll-Luftmassenwert (50) arbeitet.
  7. 7. Steuergerät (14) gemäß Klausel 6, wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um einen optimalen Luftmassenwert (54) zu bestimmen, der einen Massenluftstrom in den Motor (12) anzeigt, der zu einem optimalen Motorwirkungsgrad führt, wobei der optimale Luftmassenwert (54) auf der Grundlage der empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) bestimmt wird, und wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um den Soll-Luftmassenwert (50) auf der Grundlage des optimalen Luftmassenwertes (54) zu bestimmen.
  8. 8. Ein Steuergerät (14) gemäß einem beliebigen vorhergehenden Abschnitt, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den angewandten Motorzündzeitpunkt (60) auf der Grundlage eines optimalen Motorzündzeitpunkts (68) bestimmt.
  9. 9. Ein Steuergerät (14) gemäß Klausel 8, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den optimalen Zündzeitpunkt (60) des Motors in Abhängigkeit von den tatsächlichen Luftmassendaten (62) bestimmt.
  10. 10. Steuergerät (14) gemäß Klausel 8 oder Klausel 9, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er einen Motorzündverzögerungswert (38) auf der Grundlage des tatsächlichen Motorzündungseffizienzwertes bestimmt, und wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den angewandten Motorzündzeitpunkt (60) auf der Grundlage des Motorzündverzögerungswertes (38) bestimmt.
  11. 11. Steuergerät (14) gemäß einem beliebigen vorhergehenden Abschnitt, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er einen maximal verfügbaren Drehmomentwert (64) auf der Grundlage der tatsächlichen Luftmassendaten (62) bestimmt, und wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den erforderlichen Motorzündungseffizienzwert (66) in Abhängigkeit von dem maximal verfügbaren Drehmomentwert (64) bestimmt.
  12. 12. Steuergerät (14) gemäß einem beliebigen vorhergehenden Abschnitt, wobei der Eingang (16) so konfiguriert ist, dass er Drehmoment-Eingriffsdaten empfängt, die einen Drehmomentbetrag angeben, der von mindestens einem Fahrzeug-Teilsystem (28) angefordert wird, und wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er einen minimalen erforderlichen Drehmoment-Eingriffs-Motorzündungseffizienzwert (84) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmoment-Eingriffsdaten bestimmt, und wobei der (18)-Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den tatsächlichen Motorzündungseffizienzwert so definiert, dass er gleich dem minimalen erforderlichen Drehmoment-Eingriffs-Motorzündungseffizienzwert (84) ist, wenn er größer ist als das Minimum (84) des erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) und der Schwellenwert des maximalen Motorzündungseffizienzwertes (80).
  13. 13. Steuergerät (14) gemäß Klausel 12, wobei das mindestens eine Fahrzeuguntersystem (28) mindestens eines der folgenden umfasst: ein Windschutzscheibenheizsystem; eine Klimaanlage; und ein Hybridantriebssystem.
  14. 14. Ein Regler (14) gemäß irgendeinem vorhergehenden Abschnitt, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) auf einem Betrag des von einem Fahrer des Fahrzeugs (10) angeforderten Antriebsdrehmoments basieren.
  15. 15. Ein Regler (14) nach Klausel 14, wobei die Höhe des vom Fahrer angeforderten Antriebsmoments auf einem Betätigungsniveau eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs (10) basiert.
  16. 16. Ein Regler (14) gemäß einem beliebigen vorhergehenden Abschnitt, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) auf einem Betrag des Antriebsdrehmoments basieren, das von einem oder mehreren Fahrerassistenzsystemen (24) des Fahrzeugs (10) angefordert wird.
  17. 17. Ein Steuergerät (14) gemäß Klausel 16, wobei das eine oder die mehreren Fahrerassistenzsysteme (24) mindestens eines der folgenden Systeme umfasst: ein Traktionssteuersystem; ein Getriebesteuersystem; und ein Leerlaufdrehzahl-Steuersystem.
  18. 18. Regler (14) gemäß einem beliebigen vorhergehenden Abschnitt, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) konstante Drehmomentanforderungsdaten umfassen, die anzeigen, dass die angeforderte Antriebsdrehmomentmenge im Wesentlichen zeitlich konstant ist, wobei die tatsächlichen Luftmassendaten (62) Daten umfassen, die anzeigen, dass der tatsächliche Luftmassenstrom ein maximaler Luftmassenstrom ist, und wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den maximalen Motorzündwirkungsgrad-Schwellenwert (80) bestimmt, der größer ist, wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein maximales angefordertes Drehmoment ist, als wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein minimales angefordertes Drehmoment ist.
  19. 19. Ein Steuergerät (14) gemäß Klausel 18, wobei der Schwellenwert des maximalen Motorzündungswirkungsgrades (80) kleiner als ein optimaler Motorzündungswirkungsgrad (40) ist, wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein maximal angefordertes Drehmoment ist.
  20. 20. Steuergerät (14) gemäß Klausel 18 oder Klausel 19, wobei der Schwellenwert des maximalen Motorzündungswirkungsgrades (80) von der angeforderten Drehmomentmenge abhängt, wenn die angeforderte Drehmomentmenge zwischen einem unteren Grenzdrehmoment, das größer als das minimale angeforderte Drehmoment ist, und dem maximalen angeforderten Drehmoment liegt.
  21. 21. Ein Regler (14) gemäß einem beliebigen vorhergehenden Abschnitt, wobei der tatsächliche Motorzündungseffizienzwert gleich dem erforderlichen Motorzündungseffizienzwert (66) ist, wenn der Motor (12) nicht im Katalysatorheizmodus arbeitet.
  22. 22. Ein Fahrzeug (10), das einen Controller (14) gemäß einem beliebigen vorhergehenden Abschnitt umfasst.
  23. 23. Verfahren (90) zum Steuern eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors (12), der in einem Katalysator-Heizmodus betreibbar ist, wobei das Verfahren (90) umfasst:
    • Empfangen (92) von Drehmomentanforderungsdaten (52), die einen Betrag des Antriebsdrehmoments angeben, der vom Motor (12) zu liefern ist;
    • Empfang (94) tatsächlicher Luftmassendaten (62), die den tatsächlichen Luftmassenstrom in den Motor (12) anzeigen;
    • Bestimmen (96) eines erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) und den tatsächlichen Luftmassendaten (62);
    • Definieren (98) eines tatsächlichen Motorzündungseffizienzwertes als ein Minimum (82) des erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) und einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündungseffizienzwert (80);
    • Bestimmen (100) eines angewandten Motorzündzeitpunkts (60) auf der Grundlage des bestimmten tatsächlichen Motorzündungswirkungsgrads; und,
    • Senden (102) eines Steuersignals, um den Motor so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem angewandten Motorzündzeitpunkt arbeitet, wenn der Motor (12) im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.
    24. Ein nicht vorübergehendes, computerlesbares Speichermedium (32), auf dem Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren (18) ausgeführt werden, den einen oder die mehreren Prozessoren (18) veranlassen, die Methode (90) von Klausel 23 auszuführen.
The invention is described by the following numbered clauses: -
  1. 1. A control unit ( 14th ) for a vehicle internal combustion engine ( 12th ), which can be operated in a catalytic converter heating mode, the control unit ( 14th ) includes:
    • an input configured to receive ( 16 ):
      • Torque request data ( 52 ), which specify an amount of drive torque that the motor ( 12th ) should be delivered; and,
      • actual air mass data ( 62 ), which show the actual air mass flow into the engine ( 12th ) Show;
    • a processor ( 18th ) configured as follows:
      • a required engine ignition efficiency value ( 66 ) depending on the received torque request data ( 52 ) and the actual air mass data ( 62 ) to determine;
      • an actual engine ignition efficiency value as a minimum ( 82 ) the required engine ignition efficiency value ( 66 ) and one Threshold for the maximum engine ignition efficiency value ( 80 ) define;
      • an applied engine ignition timing ( 60 ) based on the determined actual engine ignition efficiency value; and,
    • an exit ( 20th ) which is configured to send a control signal to the motor ( 12th ) in such a way that it is in accordance with the applied engine ignition timing ( 60 ) works when the motor ( 12th ) is operated in catalyst heating mode.
  2. 2nd control unit ( 14th ) according to Clause 1, where the torque request data ( 52 ) Include acceleration request data indicative of a transient increase in the amount of drive torque delivered by the engine ( 12th ) should be provided.
  3. 3rd control unit ( 14th ) according to clause 2, wherein the acceleration request data causes the actual engine ignition efficiency value to be greater than a target engine ignition efficiency value ( 42 ), which defines a target engine efficiency when the engine ( 12th ) operates in catalyst heating mode.
  4. 4. Control unit ( 14th ) according to clause 3, where the processor ( 18th ) is configured to match the target value ( 42 ) the engine ignition efficiency is determined as a function of at least one of the following parameters: vehicle catalyst efficiency; measured catalyst brick temperature; modeled catalyst brick temperature; Vehicle engine speed; and optimal torque relative to engine load.
  5. 5. Control unit ( 14th ) under Clause 4, where the processor ( 18th ) is configured to meet the threshold of the maximum engine ignition efficiency value ( 80 ) determined as a function of at least one of the parameters.
  6. 6. Control unit ( 14th ) according to one of clauses 3 to 5, wherein the processor ( 18th ) is configured so that it has a target air mass value ( 50 ), which determines a target air mass flow into the engine ( 12th ), whereby the target air mass value ( 50 ) depending on the received torque request data ( 52 ) and the target engine ignition efficiency ( 42 ) is determined, and where the output ( 20th ) is configured to send the control signal to the motor ( 12th ) so that it is in accordance with the target air mass value ( 50 ) is working.
  7. 7. Control unit ( 14th ) according to clause 6, wherein the processor ( 18th ) is configured to achieve an optimal air mass value ( 54 ) to determine the mass air flow into the engine ( 12th ), which leads to an optimal engine efficiency, whereby the optimal air mass value ( 54 ) based on the received torque request data ( 52 ) is determined, and where the processor ( 18th ) is configured to set the target air mass value ( 50 ) on the basis of the optimal air mass value ( 54 ) to be determined.
  8. 8. A control unit ( 14th ) according to any preceding paragraph, wherein the processor ( 18th ) is configured to match the applied engine ignition timing ( 60 ) based on optimal engine ignition timing ( 68 ) certainly.
  9. 9. A control unit ( 14th ) under Clause 8, wherein the processor ( 18th ) is configured in such a way that it finds the optimal ignition point 60 ) of the engine depending on the actual air mass data ( 62 ) certainly.
  10. 10. Control unit ( 14th ) under Clause 8 or Clause 9, where the processor ( 18th ) is configured to provide an engine ignition delay value ( 38 ) is determined based on the actual engine ignition efficiency value, and the processor ( 18th ) is configured to match the applied engine ignition timing ( 60 ) based on the engine ignition delay value ( 38 ) certainly.
  11. 11. Control unit ( 14th ) according to any preceding paragraph, wherein the processor ( 18th ) is configured to have a maximum available torque value ( 64 ) based on the actual air mass data ( 62 ), and where the processor ( 18th ) is configured to have the required engine ignition efficiency value ( 66 ) depending on the maximum available torque value ( 64 ) certainly.
  12. 12. Control unit ( 14th ) according to any preceding paragraph, wherein the input ( 16 ) is configured to receive torque intervention data indicative of an amount of torque that can be used by at least one vehicle subsystem ( 28 ) is requested and the processor ( 18th ) is configured to have a minimum required torque-engaging engine ignition efficiency value ( 84 ) is determined as a function of the received torque intervention data, and where the ( 18th ) Processor ( 18th ) is configured to define the actual engine ignition efficiency value to be equal to the minimum required torque engagement engine ignition efficiency value ( 84 ) is if it is greater than the minimum ( 84 ) the required engine ignition efficiency value ( 66 ) and the threshold of the maximum engine ignition efficiency value ( 80 ).
  13. 13. Control unit ( 14th ) according to clause 12th , wherein the at least one vehicle subsystem ( 28 ) comprises at least one of the following: a windshield heating system; an air conditioner; and a hybrid propulsion system.
  14. 14. A controller ( 14th ) according to any preceding paragraph, wherein the torque request data ( 52 ) on an amount of the amount paid by a driver of the vehicle ( 10 ) requested drive torque.
  15. 15. A controller ( 14th ) according to clause 14th , where the amount of drive torque requested by the driver is based on an actuation level of an accelerator pedal of the vehicle ( 10 ) based.
  16. 16. A controller ( 14th ) according to any preceding paragraph, wherein the torque request data ( 52 ) are based on an amount of drive torque that is generated by one or more driver assistance systems ( 24 ) of the vehicle ( 10 ) is requested.
  17. 17. A control unit ( 14th ) according to clause 16 , whereby the one or more driver assistance systems ( 24 ) comprises at least one of the following systems: a traction control system; a transmission control system; and an idle speed control system.
  18. 18. Controller ( 14th ) according to any preceding paragraph, wherein the torque request data ( 52 ) include constant torque request data indicating that the requested amount of drive torque is essentially constant over time, the actual air mass data ( 62 ) Include data indicating that the actual air mass flow is a maximum air mass flow, and where the processor ( 18th ) is configured to meet the maximum engine ignition efficiency threshold ( 80 ) which is greater when the requested torque amount is a maximum requested torque than when the requested torque amount is a minimum requested torque.
  19. 19. A control unit ( 14th ) according to clause 18th , where the threshold value of the maximum engine ignition efficiency ( 80 ) less than an optimal engine ignition efficiency ( 40 ) is when the requested torque amount is a maximum requested torque.
  20. 20. Control unit ( 14th ) according to clause 18th or clause 19th , where the threshold value of the maximum engine ignition efficiency ( 80 ) depends on the requested torque amount if the requested torque amount is between a lower limit torque, which is greater than the minimum requested torque, and the maximum requested torque.
  21. 21. A controller ( 14th ) according to any preceding paragraph, wherein the actual engine ignition efficiency value is equal to the required engine ignition efficiency value ( 66 ) is when the engine ( 12th ) does not work in catalyst heating mode.
  22. 22. A vehicle ( 10 ) that has a controller ( 14th ) according to any preceding paragraph.
  23. 23. Procedure ( 90 ) for controlling a vehicle internal combustion engine ( 12th ), which can be operated in a catalyst heating mode, the method ( 90 ) includes:
    • Receive ( 92 ) of torque request data ( 52 ), which specify an amount of drive torque that the motor ( 12th ) is to be delivered;
    • Reception ( 94 ) actual air mass data ( 62 ), which show the actual air mass flow into the engine ( 12th ) Show;
    • Determine ( 96 ) a required engine ignition efficiency value ( 66 ) depending on the received torque request data ( 52 ) and the actual air mass data ( 62 );
    • Define ( 98 ) an actual engine ignition efficiency value as a minimum ( 82 ) the required engine ignition efficiency value ( 66 ) and a threshold for the maximum engine ignition efficiency value ( 80 );
    • Determine ( 100 ) of an applied engine ignition timing ( 60 ) based on the determined actual engine ignition efficiency; and,
    • Send ( 102 ) a control signal to control the engine to operate in accordance with the applied engine ignition timing when the engine ( 12th ) is operated in catalyst heating mode.
    24. A non-temporary, computer-readable storage medium ( 32 ), on which instructions are stored which, when they are processed by one or more processors ( 18th ) are executed, the one or more processors ( 18th ) cause the method ( 90 ) by clause 23 execute.

Claims (14)

Ein Steuergerät (14) für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor (12), das in einem Katalysator-Heizmodus betreibbar ist, wobei das Steuergerät (14) umfasst: einen Eingang (16) ausgebildet zum Empfang von: Drehmomentanforderungsdaten (52), die einen Betrag des Antriebsdrehmoments angeben, der vom Motor (12) geliefert werden soll; und, tatsächliche Luftmassendaten (62), die den tatsächlichen Luftmassenstrom in den Motor (12) anzeigen; einen Prozessor (18), der ausgebildet um: einen erforderlichen Motorzündungseffizienzwert (66) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) und den tatsächlichen Luftmassendaten (62) zu bestimmen; einen tatsächlichen Motorzündungseffizienzwert als ein Minimum (82) des erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) und einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündungseffizienzwert (80) definieren; ein angewandtes Motorzündtiming (60) auf der Grundlage des ermittelten tatsächlichen Motorzündungseffizienzwertes zu bestimmen; und, einen Ausgang (20), der so konfiguriert ist, dass er ein Steuersignal sendet, um den Motor (12) so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem angewandten Motorzündtiming (60) arbeitet, wenn der Motor (12) im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.A control unit (14) for a vehicle internal combustion engine (12) which can be operated in a catalytic converter heating mode, the control unit (14) comprising: an input (16) configured to receive: torque request data (52) which indicates an amount of drive torque that is to be supplied by the motor (12); and, actual air mass data (62) indicative of the actual air mass flow into the engine (12); a processor (18) configured to: determine a required engine ignition efficiency value (66) based on the received torque request data (52) and the actual air mass data (62); define an actual engine ignition efficiency value as a minimum (82) of the required engine ignition efficiency value (66) and a threshold value for the maximum engine ignition efficiency value (80); determine an applied engine ignition timing (60) based on the determined actual engine ignition efficiency value; and, an output (20) configured to send a control signal to control the engine (12) to operate in accordance with the applied engine ignition timing (60) when the engine (12) is in the catalytic converter -Heating mode is operated. Steuergerät (14) nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) Beschleunigungsanforderungsdaten umfassen, die eine transiente Zunahme des Betrags des Antriebsdrehmoments anzeigen, der von dem Motor (12) bereitgestellt werden soll.Control unit (14) Claim 1 wherein the torque request data (52) comprises acceleration request data indicative of a transient increase in the amount of drive torque to be provided by the engine (12). Steuergerät (14) nach Anspruch 2, wobei die Beschleunigungsanforderungsdaten bewirken, dass der tatsächliche Motorzündungseffizienzwert (66) größer ist als ein Soll-Motorzündungseffizienzwert (42), der einen Soll-Motorwirkungsgrad definiert, wenn der Motor (12) im Katalysatorheizmodus arbeitet, und wobei der Prozessor (18) optional so konfiguriert ist, dass er den Soll- Motorzündungseffizienzwert (42) in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter bestimmt: Fahrzeugkatalysator-Wirkungsgrad; gemessene Katalysatorblock-Temperatur; modellierte Katalysatorblock-Temperatur; Fahrzeug-Motordrehzahl; und optimales Drehmoment relativ zur Motorlast und ferner optional, wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um den maximalen Motorzündungseffizienzwert-Schwellenwert (80) in Abhängigkeit von mindestens einem der Parameter zu bestimmen.Control unit (14) Claim 2 wherein the acceleration request data causes the actual engine ignition efficiency value (66) to be greater than a desired engine ignition efficiency value (42) defining a desired engine efficiency when the engine (12) is operating in the catalyst heating mode, and optionally the processor (18) so is configured to determine the target engine ignition efficiency value (42) based on at least one of the following parameters: vehicle catalyst efficiency; measured catalyst block temperature; modeled catalyst block temperature; Vehicle engine speed; and optimal torque relative to engine load, and further optionally, wherein the processor (18) is configured to determine the maximum engine ignition efficiency value threshold (80) based on at least one of the parameters. Steuergerät (14) nach Anspruch 3, wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er einen Soll-Luftmassenwert (50) bestimmt, der einen Soll-Luftmassenstrom in den Motor (12) anzeigt, wobei der Soll-Luftmassenwert (50) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) und dem Soll-Motorzündungseffizienzwert (42) bestimmt wird, und wobei der Ausgang (20) so konfiguriert ist, dass er das Steuersignal sendet, um den Motor (12) so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem Soll-Luftmassenwert (50) arbeitet, und wobei der Prozessor (18) optional so konfiguriert ist, dass er einen optimalen Luftmassenwert (54) bestimmt, der einen Massenluftstrom in den Motor (12) anzeigt, der zu einem optimalen Motorwirkungsgrad führt, wobei der optimale Luftmassenwert (54) auf der Grundlage der empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) bestimmt wird, und wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den Soll-Luftmassenwert (50) auf der Grundlage des optimalen Luftmassenwertes (54) bestimmt.Control unit (14) Claim 3 , wherein the processor (18) is configured to determine a target air mass value (50) which indicates a target air mass flow into the engine (12), the target air mass value (50) depending on the received torque request data ( 52) and the target engine ignition efficiency value (42) is determined, and wherein the output (20) is configured to send the control signal to control the engine (12) to operate in accordance with the target air mass value ( 50) is operating, and wherein the processor (18) is optionally configured to determine an optimal air mass value (54) indicative of a mass air flow into the engine (12) that results in optimal engine efficiency, the optimal air mass value (54 ) is determined based on the received torque request data (52), and wherein the processor (18) is configured to determine the desired air mass value (50) based on the optimal air mass value (54). Steuergerät (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um das angewandte Motorzündtiming (60) auf der Grundlage eines optimalen Motorzündtiming (68) zu bestimmen, und wobei der Prozessor (18) optional konfiguriert ist, um das optimale Motorzündtiming (60) in Abhängigkeit von den tatsächlichen Luftmassendaten (62) zu bestimmen, und ferner optional, wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um einen Motorzündverzögerungswert (38) basierend auf dem tatsächlichen Motorzündungseffizienzwert (66) zu bestimmen, und wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um das angewandte Motorzündtiming (60) basierend auf dem Motorzündverzögerungswert (38) zu bestimmen.The controller (14) of any preceding claim, wherein the processor (18) is configured to determine the applied engine ignition timing (60) based on an optimal engine ignition timing (68), and wherein the processor (18) is optionally configured to determine the optimal engine ignition timing (60) based on the actual air mass data (62), and further optionally wherein the processor (18) is configured to determine an engine ignition delay value (38) based on the actual engine ignition efficiency value (66), and wherein the processor (18) is configured to determine the applied engine ignition timing (60) based on the engine ignition delay value (38). Steuergerät (14) gemäß irgendeinem früheren Anspruch, wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um einen maximal verfügbaren Drehmomentwert (64) auf der Grundlage der tatsächlichen Luftmassendaten (62) zu bestimmen, und wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um den erforderlichen Motorzündungswirkungsgrad (66) in Abhängigkeit von dem maximal verfügbaren Drehmomentwert (64) zu bestimmen.The controller (14) of any previous claim, wherein the processor (18) is configured to determine a maximum available torque value (64) based on the actual air mass data (62), and wherein the processor (18) is configured to determine the to determine the required engine ignition efficiency (66) as a function of the maximum available torque value (64). Steuergerät (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Eingang (16) so konfiguriert ist, dass er Drehmoment-Eingriffsdaten empfängt, die einen Drehmomentbetrag angeben, der von mindestens einem Fahrzeug-Teilsystem (28) angefordert wird, und wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er einen minimalen erforderlichen Drehmoment-Eingriffs-Motorzündungseffizienzwert (84) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmoment-Eingriffsdaten bestimmt, und wobei der Prozessor (18) so konfiguriert ist, dass er den tatsächlichen Motorzündungseffizienzwert so definiert, dass er gleich dem minimalen erforderlichen Drehmoment-Eingriffs-Motorzündungseffizienzwert (84) ist, wenn er größer ist als das Minimum (84) des erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) und der Schwellenwert des maximalen Motorzündungseffizienzwertes (80), und wobei optional das mindestens eine Fahrzeuguntersystem (28) mindestens eines der folgenden umfasst: ein Windschutzscheiben-Heizsystem; eine Klimaanlage; und ein HybridAntriebssystem.The control device (14) according to any one of the preceding claims, wherein the input (16) is configured to receive torque engagement data indicating an amount of torque requested by at least one vehicle subsystem (28), and wherein the processor ( 18) is configured to determine a minimum required torque engagement engine ignition efficiency value (84) in response to the received torque engagement data, and wherein the processor (18) is configured to define the actual engine ignition efficiency value to be is equal to the minimum required torque engagement engine ignition efficiency value (84) if it is greater than the minimum (84) of the required engine ignition efficiency value (66) and the threshold value of the maximum engine ignition efficiency value (80), and optionally wherein the at least one vehicle subsystem (28) comprises at least one of the following: a Windshield heating system; an air conditioner; and a hybrid drive system. Steuergerät (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) auf einem Betrag des von einem Fahrer des Fahrzeugs (10) angeforderten Antriebsdrehmoments basieren, und wobei optional der Betrag des vom Fahrer angeforderten Antriebsdrehmoments auf einem Betätigungsniveau eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs (10) basiert.Control device (14) according to one of the preceding claims, wherein the torque request data (52) are based on an amount of the drive torque requested by a driver of the vehicle (10), and optionally wherein the amount of the drive torque requested by the driver is based on an operating level of an accelerator pedal of the vehicle ( 10) based. Steuergerät (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) auf einem Betrag des Antriebsdrehmoments basieren, das von einem oder mehreren Fahrerassistenzsystemen (24) des Fahrzeugs (10) angefordert wird, und wobei das eine oder die mehreren Fahrerassistenzsysteme (24) optional mindestens eines der folgenden Systeme umfassen: ein Traktionssteuersystem; ein Getriebesteuersystem; und ein Leerlaufdrehzahl-Steuersystem.Control device (14) according to one of the preceding claims, wherein the torque request data (52) are based on an amount of the drive torque that is requested by one or more driver assistance systems (24) of the vehicle (10), and wherein the one or more driver assistance systems (24 ) optionally comprise at least one of the following systems: a traction control system; a transmission control system; and an idle speed control system. Ein Steuergerät (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehmomentanforderungsdaten (52) konstante Drehmomentanforderungsdaten umfassen, die anzeigen, dass die angeforderte Antriebsdrehmomentmenge im Wesentlichen zeitlich konstant ist, wobei die tatsächlichen Luftmassendaten (62) Daten umfassen, die anzeigen, dass der tatsächliche Luftmassenstrom ein maximaler Luftmassenstrom ist, und wobei der Prozessor (18) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der Schwellenwert des maximalen Motorzündungseffizienzwertes (80) größer ist, wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein maximales angefordertes Drehmoment ist, als wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein minimales angefordertes Drehmoment ist, und wobei optional der Schwellenwert des maximalen Motorzündungseffizienzwertes (80) kleiner als ein optimaler Motorzündungseffizienzwertes (40) ist, wenn die angeforderte Drehmomentmenge ein maximal angefordertes Drehmoment ist, und wobei weiterhin optional der Schwellenwert des maximalen Motorzündungseffizienzwertes (80) von der angeforderten Drehmomentmenge abhängt, wenn die angeforderte Drehmomentmenge zwischen einem unteren Grenzdrehmoment, das größer als das minimal angeforderte Drehmoment ist, und dem maximal angeforderten Drehmoment liegt.A control unit (14) according to any one of the preceding claims, wherein the torque request data (52) include constant torque request data that indicate that the requested drive torque amount is substantially constant over time, the actual air mass data (62) include data that indicate that the actual Mass air flow is a maximum mass air flow, and wherein the processor (18) is configured to determine that the threshold of the maximum engine ignition efficiency value (80) is greater when the requested torque amount is a maximum requested torque than when the requested torque amount is a minimum requested Torque, and optionally wherein the threshold value of the maximum engine ignition efficiency value (80) is less than an optimal engine ignition efficiency value (40) when the requested amount of torque is a maximum requested torque, and wherein further optionally the threshold value of the maxi paint engine ignition efficiency value (80) depends on the requested amount of torque when the requested amount of torque is between a lower limit torque, which is greater than the minimum requested torque, and the maximum requested torque. Ein Steuergerät (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der tatsächliche Zündungseffizienzwert des Motors gleich dem erforderlichen Zündungseffizienzwert (66) des Motors ist, wenn der Motor (12) nicht im Katalysatorheizmodus arbeitet.A controller (14) as claimed in any preceding claim, wherein the actual ignition efficiency value of the engine is equal to the required ignition efficiency value (66) of the engine when the engine (12) is not operating in the catalyst heating mode. Ein Fahrzeug (10), mit einem Steuergerät (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.A vehicle (10) with a control device (14) according to one of the preceding claims. Verfahren (90) zum Steuern eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors (12), der in einem Katalysator-Heizmodus betreibbar ist, wobei das Verfahren (90) umfasst: Empfangen (92) von Drehmomentanforderungsdaten (52), die einen Betrag des Antriebsdrehmoments angeben, der vom Motor (12) zu liefern ist; Empfang (94) tatsächlicher Luftmassendaten (62), die den tatsächlichen Luftmassenstrom in den Motor (12) anzeigen; Bestimmen (96) eines erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) in Abhängigkeit von den empfangenen Drehmomentanforderungsdaten (52) und den tatsächlichen Luftmassendaten (62); Definieren (98) eines tatsächlichen Motorzündungseffizienzwertes als ein Minimum (82) des erforderlichen Motorzündungseffizienzwertes (66) und einen Schwellenwert für den maximalen Motorzündungseffizienzwert (80); Bestimmen (100) eines angewandten Motorzündtimings (60) auf der Grundlage des bestimmten tatsächlichen Motorzündungswirkungsgrads; und, Senden (102) eines Steuersignals, um den Motor so zu steuern, dass er in Übereinstimmung mit dem angewandten Motorzündtimings arbeitet, wenn der Motor (12) im Katalysator-Heizmodus betrieben wird.A method (90) for controlling a vehicle internal combustion engine (12) operable in a catalyst heating mode, the method (90) comprising: Receiving (92) torque request data (52) indicative of an amount of drive torque to be provided by the engine (12); Receiving (94) actual air mass data (62) indicating actual air mass flow into the engine (12); Determining (96) a required engine ignition efficiency value (66) as a function of the received torque request data (52) and the actual air mass data (62); Defining (98) an actual engine ignition efficiency value as a minimum (82) of the required engine ignition efficiency value (66) and a threshold value for the maximum engine ignition efficiency value (80); Determining (100) an applied engine ignition timing (60) based on the determined actual engine ignition efficiency; and, Sending (102) a control signal to control the engine to operate in accordance with the applied engine ignition timings when the engine (12) is operating in the catalyst heating mode. Ein nicht vorübergehendes, computerlesbares Speichermedium (32), auf dem Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren (18) ausgeführt werden, den einen oder die mehreren Prozessoren (18) veranlassen, das Verfahren (90) nach Anspruch 13 durchzuführen.A non-transitory, computer readable storage medium (32) having stored thereon instructions which, when executed by one or more processors (18), cause the one or more processors (18) to perform the method (90) of Claim 13 perform.
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