DE19715774A1

DE19715774A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19715774A1
Application number: DE19715774A
Authority: DE
Inventors: Qiang Dr Qiu; Michael Dr Nicolaou; Juergen Neubert; Werner Hess
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-10-22
Also published as: DE59811637D1; EP0931217A1; JP4588125B2; JP2000512713A; EP0931217B1; WO1998046878A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegrif fen der unabhängigen Patentansprüche.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 195 18 813 C1 bekannt. Dort wird im Rahmen einer Motorschleppmomentenregelung die Umsetzung eines von dieser Regelung ermittelten Sollmotormomentenwerts in einen Soll zündwinkel und in eine Einstellung eines zur Steuerung der Leerlaufluft der Brennkraftmaschine dienendes Stellelement beschrieben.

Aus der DE-A 44 07 475 ist ein Steuersystem für eine Brenn kraftmaschine mit Momentenstruktur bekannt. Abhängig von ei nem Sollmomentenwert, der beispielsweise vom Fahrer oder von externen Systeme wie einer Antriebsschlupfregelung bzw. ei ner Getriebesteuerung, etc. vorgegebenen wird, wird durch Einstellung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine über eine elektrisch steuerbare Drosselklappe, durch Beeinflussung des Zündwinkels und ggf. der Kraftstoffzufuhr eine Annäherung des Istmoments der Brennkraftmaschine an den Sollmomenten wert erreicht. Vorteile einer solchen momentenbasierten Mo torsteuerung finden sich hinsichtlich der Abgasqualität, der Einbindung dieser externen Eingriffe, der Schnelligkeit der Eingriffe und des Vorhalts einer bestimmten Momentenreserve zur schnellen Momentenerhöhung in bestimmten Betriebszustän den.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Vorteile einer momenten basierten Motorsteuerung auch bei herkömmlichen Systemen, in denen lediglich die Leerlaufluft zur Brennkraftmaschine elektrisch beeinflußbar ist, zu erreichen. Ferner ist Aufga be, bei Systemen mit elektronischem Gaspedal eine geeignete Arbeitspunkteinstellung der Brennkraftmaschine zu erreichen, mit der alle Momentenanforderungen mit zufriedenstellender Dynamik realisiert werden können.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi gen Patentansprüche erreicht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise erlaubt eine momentenba sierte Motorsteuerung auch bei herkömmlichen Steuersystemen ohne elektronisches Gaspedal, das heißt mit herkömmlicher mechanischer Verbindung zwischen Fahrpedal und Drosselklap pe. Besonders vorteilhaft ist, daß die Vorteile der momen tenbasierten Motorsteuerung hinsichtlich Abgas, Einbindung externer Eingriffe wie Antriebsschlupfregelung, Getriebe schaltung, etc., Schnelligkeit der Eingriffe und Vorhalt ei ner bestimmten Momentenreserve in bestimmten Betriebszustän den genutzt werden können.

Besonders vorteilhaft ist, daß auch bei derartigen herkömm lichen Steuerungskonzepten durch die Momentenkoordination an einer zentralen Stelle eine bessere Arbeitspunkteinstellung und eine bessere Dynamik erreicht wird.

Eine schnelle Momentenerniedrigung wird durch die Dynamik der Zündwinkelverstellung erreicht. Eine fahrerunabhängige, situationsbedingte Momentenerhöhung wird durch die Dynamik des Leerlaufstellers vorgegeben. Durch die Bildung sogenann ter Reservemomente wird der Arbeitspunkt stationär verscho ben, so daß alle Momentenanforderungen mit ausreichender Dy namik realisiert werden können.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Vorgehensweise zur Ar beitspunkteinstellung auch bei Systemen mit elektronischen Gaspedal eingesetzt werden kann.

Vorteilhaft ist ferner, daß beim Übergang vom Leerlauf in den Betrieb außerhalb des Leerlaufs und umgekehrt ein Sprung in der Zündwinkeleinstellung wirksam vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß kein Luftein griff vorgenommen und die Drehzahl des Motors stabil gehal ten wird, solange die Momentenänderung sich nur über den Zündwinkel realisieren läßt. Erst eine Momentenanforderung über einen dieser Grenzwerte hinaus führt zu einer Verände rung der Luftzufuhr. Eine stabileres Betriebsverhalten und ein verbesserter Fahrkomfort ist die Folge.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Steuersystems für eine Brenn kraftmaschine, bei welchem die in Fig. 2 anhand eines Blockschaltbilds dargestellte Vorgehensweise eingesetzt wird.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Steuersystems für eine Brennkraftmaschine, welches eine elektronische Steuereinheit 10 aufweist. Diese umfaßt eine Eingangsschaltung 12, wenigstens einen Mikrocomputer 14 und eine Ausgangsschaltung 16. Ein Kommunikationssystem 18 ver bindet Eingangsschaltung 12, den wenigstens einen Mikrocom puter 14 und die Ausgangsschaltung 16 zum Daten- und Infor mationsaustausch. An die Eingangsschaltung 12 sind verschie dene Eingangsleitungen angeschlossen, über die von entspre chenden Meßeinrichtungen die zur Steuerung der Brennkraftma schine notwendigen Betriebsgrößen zugeführt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird über die Eingangslei tung 20 von der Meßeinrichtung 22 die Drehzahl N_mot der Brennkraftmaschine zugeführt, über die Leitung 24 von der Meßeinrichtung 26 die Stellung w_dk der vom Fahrer betätig baren Drosselklappe, über die Leitung 28 von der Meßeinrich tung 30 ein Maß HFM für den Luftstrom zur Brennkraftmaschine oder den Saugrohrdruck, über die Leitung 32 von der Meßein richtung 34 ein Maß λ_ist für die Abgaszusammensetzung. Fer ner sind Eingangsleitungen 36 bis 38 vorgesehen, die von den Meßeinrichtungen 40 bis 42 erfaßten weiteren Betriebsgrößen wie Motortemperatur t_mot, Eingriffssignale von externen Sy stemen wie Getriebesteuerung, Antriebsschlupfregelung, Fahr dynamikregelung, etc., den Status von Nebenverbrauchern, wie einer Klimaanlage, etc., wenigstens ein, eine klopfende Ver brennung repräsentierendes Signal Kl, etc. zuführen. An die Ausgangsschaltung 16 sind Ausgangsleitungen angeschlossen, über welche die beeinflußbaren Leistungsparameter der Brenn kraftmaschine gesteuert werden. In Fig. 1 ist eine Aus gangsleitung 44 zur Steuerung des Zündzeitpunktes, eine Aus gangsleitung 46 zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die verschiedenen Zylinder symbolisiert sowie eine Ausgangs leitung 48, über die ein Stellventil 50 zur Beeinflussung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine, im bevorzugten Aus führungsbeispiel der Leerlaufluft, betätigt wird. Das Steu erventil 50 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Umgehungskanal der Hauptdrosselklappe 52 angeordnet, welche in herkömmlicher Weise über eine mechanische Verbindung 54, z. B. über einen Bowdenzug, vom Fahrer durch Betätigen des Fahrpedals 56 verstellt wird. Ferner wird in einem bevorzug ten Ausführungsbeispiel die Stellung des Leerlaufstellers erfaßt.

Ausgehend von den Eingangsgrößen werden in der Steuerein richtung 10, dort im wenigstens einen Mikrocomputer 14, Steuergrößen zur Einstellung der Leistungsparameter gebil det. Dabei findet im bevorzugten Ausführungsbeispiel in und außerhalb des Leerlaufs eine Positionierung des Steuerven tils 50, eine Berechnung der in jeden Zylinder einzusprit zenden Kraftstoffmenge sowie die Berechnung des an jedem Zy linder einzustellenden Zündzeitpunkts statt. Die konkrete Vorgehensweise zur der Berechnung der Leistungsparameter, insbesondere zur Positionierung des Steuerventils 50 und zur Einstellung der Zündzeitpunkte, ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand des Blockschaltbilds von Fig. 2 skizziert.

Die Blockschaltbilddarstellung gemäß Fig. 2 wurde aus Über sichtlichkeitsgründen gewählt. In einer bevorzugten Reali sierung wird die Motorsteuerung wenigstens ein im wenigstens einen Mikrocomputers ablaufendes Programm durchgeführt. Die Blockschaltbilddarstellung nach Fig. 2 repräsentiert die Struktur dieses Programms, wobei die einzelnen Blöcke die entsprechenden Programmteile, Kennlinien, Kennfeldern, Ta bellen, etc. bezeichnen, während die Verbindungslinien das Zusammenwirken dieser Programmelemente darstellen.

Die in Fig. 2 dargestellte momentenbasierte Motorsteuerung weist als wesentliche Steuergrößen den Zündwinkel zw_soll und die Füllung über den Leerlaufsteller drlllss auf. Dar über hinaus werden in anderen Ausführungsbeispielen die Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern beeinflußt, in dem die Kraftstoffzufuhr zu einzelnen Zylindern vollständig unterbunden wird und/oder indem die vorgegebene Gemischzu sammensetzung im Sinne einer Momentenänderung beeinflußt wird.

Zur Motorsteuerung wird die Motordrehzahl n_mot und als Maß für die Fahrpedalbetätigung der Drosselklappenwinkel w_dk zugeführt. Aus diesen beiden Größen wird in einem Pedalmo mentbilder 100 das sogenannte indizierte Pedalmoment mi_ped berechnet. Diese Berechnung erfolgt nach Maßgabe eines vor gegebenen Kennfeldes, aus welchem in Abhängigkeit der Dros selklappenstellung und der Motordrehzahl ein Momentenwert ausgelesen wird, der wiederum unter Berücksichtigung eines minimal notwendigen indizierten Moments mi_min und eines ma ximal möglichen indizierten Moments mi_max zum Pedalmoment mi_ped umgerechnet wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das aus dem Kennfeld ausgelesene Moment auf den Mini mal- und Maximalwert bezogen. Dies erfolgt im bevorzugten Ausführungsbeispiel auf der Basis der folgenden Gleichung:

mi_ped = f (w_dk, n_mot).(mi_max - mi_min) + mi_min

Die minimalen und maximalen indizierten Momente sind be triebspunktabhängig. Daher ist zur Bestimmung des minimal notwendigen indizierten Moments mi_min ein Minimalwertbilder 102 (z. B. Kennlinien, Kennfelder) vorgesehen, der das mini mal notwendige indizierte Moment wenigstens in Abhängigkeit von Motordrehzahl und Motortemperatur, ggf. ergänzend auf der Basis des Status von Nebenverbrauchern, der Motorlast, etc., ermittelt. Das minimal notwendige indizierte Moment stellt dabei das indizierte Moment dar, das zur Überwindung der internen Verluste der Brennkraftmaschine sowie zum Be treiben von Nebenaggregaten, wie einer Klimaanlage, notwen dig ist, ohne daß die Brennkraftmaschine Leistung bzw. Mo ment an den Triebstrang abgibt. Ferner ist ein Maximalwert bilder 104 (z. B. Kennlinie oder Kennfeld) vorgesehen, wel cher wenigstens abhängig von der Motordrehzahl das maximal mögliche indizierte Moment mi_max berechnet. Dieses stellt das indizierte Moment dar, das im aktuellen Betriebspunkt mit Blick auf Motorschutz und Motorleistungsgrenzen erzeugt werden kann. Das berechnete Pedalmoment mi_ped ist dann zwi schen dem minimal notwendigen und einem maximal möglichen indizierten Moment im aktuellen Betriebspunkt veränderlich. Unter indiziertem Moment wird dabei das Moment der Hoch druckphase verstanden.

Befindet sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand, das heißt wenn zumindest die Drosselklappe geschlossen ist oder sich nahe ihrer geschlossenen Stellung befindet und/oder ei ne Motordrehzahlbedingung erfüllt ist, ist ein Schalter 106 derart eingestellt, daß das Pedalmoment mi_ped als Fahrer wunschmoment mi_fa zu einem Momenteneingriffskoordinator 108 geführt wird. Dem Momenteneingriffskoordinator 108 wird ne ben dem indizierten Fahrerwunschmoment mi_fa, welches im Leerlauf gleich dem Pedalmoment mi_ped ist, die entsprechen den Sollmomentenwerte externer Eingriffe, wie beispielsweise einer Antriebsschlupfregelung, einer Getriebesteuerung, ei ner Fahrdynamikregelung, etc., und/oder begrenzende Eingrif fe wie einer Drehzahlbegrenzung, Fahrgeschwindigkeitsbegren zung, etc. zugeführt. Der Momentenkoordinator wählt nach ei ner vorgegebenen Strategie den einzustellenden Momentenwert aus. Z.B. wird bei begrenzenden Eingriffe der jeweils klei nere Wert ausgewählt, ebenso wie bei der Koordination des Sollwertes der Antriebsschlupfregelung und des Fahrerwun schmoments. Der Koordinator 108 entspricht für diesen Fall einer Minimalwertauswahl. Ausgangssignal des Koordinators 108 ist ein Momentensollwert mi_soll, der in dem Sollzünd winkelbilder 110 in einen Sollzündwinkel zw_soll umgerechnet wird. Die entsprechende Vorgehensweise unter Berücksichti gung von optimalen Zündwinkel und optimalen Moment ist z. B. in der eingangs genannten DE 195 18 813 C1 beschrieben. Der berechnete Sollzündwinkel wird dann durch entsprechende Ver schiebung des Zündzeitpunkts bzw. des Zündwinkels an den einzelnen Zylinder eingestellt. Innerhalb des Leerlaufs wird der Zündwinkel im wesentlichen durch das minimale, indizier te Moment eingestellt.

Außerhalb des Leerlaufs, in dem der Schalter auf der in Fig. 2 gezeigten Stellung steht, wird der Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine über den Zündwinkel aus einer Minimalaus wahl zwischen einem Basiszündwinkelwirkungsgrad eta_zw_bas und einem Vorgabezündwinkelwirkungsgrad eta_zw_vor festge legt. Zu diesem Zweck ist ein Basiszündwinkelbilder 112 vor gesehen, der in herkömmlicher Weise nach Maßgabe eines Kenn feldes aus Motordrehzahl n_mot und relativer Zylinderfüllung rl (Last), ggf. unter Berücksichtigung der Basiseinstellung der Gemischzusammensetzung (λ_bas, Gemischzusammensetzung ohne externen Eingriff, in der Regel λ=1) einen Basiszünd winkel zw_bas auswählt, der noch im Rahmen einer Klopfrege lung korrigiert wird. Dieser Basiszündwinkel zw_bas stellt den Zündwinkel der Brennkraftmaschine im aktuellen Ar beitspunkt ohne externen Eingriff dar. Er wird in einer Ver knüpfungsstelle 114 mit einem aus einem anderen Zündwinkel bilder 116 ausgelesenen optimalem Zündwinkel zw_opt_lb sub trahiert. Der optimale Zündwinkel wird dabei aus wenigstens einem Kennfeld abhängig von Motordrehzahl n_mot und Motor mischzusammensetzung (in der Regel 1) ausgelesen. Er stellt den Zündwinkel mit dem höchsten Wirkungsgrad unter den aktu ellen Betriebsbedingungen dar.

Die Differenz zwischen diesen beiden Zündwinkelwerten wird dann einer Kennlinie 118 zugeführt, in der die Abweichung vom optimalen Wirkungsgrad eta_zw_bas abhängig von der Dif ferenz abgelegt ist. eta_zw_bas ist 1, wenn die Differenz Null ist, d. h. der Basiszündwinkel dem optimalen entspricht. Ferner ist ein Vorgabewertbilder 120 vorgesehen, welcher ei nen Vorgabezündwinkelwirkungsgrad eta_zw_vor abgibt. In ei nem bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt der Bilder 120 ein Kennfeld dar, in dem der Vorgabezündwinkelwirkungsgrad z. B. in Abhängigkeit von Motordrehzahl n_mot und Pedalmoment mi_ped abgelegt ist. Dieser Vorgabewirkungsgrad dient als Vorgabegröße z. B. für bestimmte Betriebsbereiche wie Start, Kaltheizen, etc. und ist so bemessen, daß sich beim Übergang vom Leerlauf in den Betrieb außerhalb des Leerlaufs und um gekehrt kein Sprung in der Zündwinkeleinstellung sich er gibt. Der Vorgabezündwinkelwirkungsgrad und der Basiszünd winkelwirkungsgrad werden in einer Minimalwertauswahlstufe 122 miteinander verglichen und der jeweils kleinere Wert, das heißt der jeweils schlechtere Wirkungsgrad, als Vorsteu erzündwinkelwirkungsgrad eta_zw_vst ausgegeben. In einem Multiplizierelement 124 wird das optimale indizierte Moment mi_opt_l1 mit dem Wirkungsgrad eta_zw_vst multipliziert und als Fahrerwunschmoment mi_fa an den Momentenkoordinator 108 abgegeben. Das optimale indizierte Moment mi_opt_l1 wird dabei in einem Momentenbildner 126 wenigstens in Abhängig keit von Motordrehzahl n_mot und relativer Zylinderfüllung rl (Last) gebildet. Es stellt das maximale indizierte Moment dar, das sich bei der gegebenen Füllung und Drehzahl ergibt, wenn die Brennkraftmaschine mit stöchiometrischen Gemisch (λ=1) und mit optimalen Zündwinkel zw_opt betrieben wird.

Durch die Vorgabe der Zündwinkelwirkungsgrade und Einstellen des Zündwinkels entsprechend dieser Wirkungsgrade außerhalb des Leerlaufs wird ein Zündwinkelarbeitspunkt festgesetzt, der es erlaubt, eine schnelle Reaktion auf eine Änderung der Momentenwünsche sowohl in Richtung auf eine Momentenerhöhung als auch in Richtung auf eine Momentenreduzierung vorzuneh men.

Die Einstellung des Luftpfades über den Leerlaufsteller er gibt sich wie folgt. Das wenigstens in Abhängigkeit von Mo tordrehzahl n_mot und Motortemperatur t_mot gebildete mini mal notwendige indizierte Moment mi_min stellt ein indizier tes Moment für den Luftpfad mi_kol dar. Dieses wird unter Berücksichtigung eines Korrekturmoments dmllr einer Leer laufregelung, eines indizierten Basismoments mibas, das heißt des Istmoments ohne externen Momenteneingriff, und des indizierten Moments beim spätestmöglichen Zündwinkel mizwmn gebildet. Das indizierte Basismoment mibas wird dabei anhand von Kennfeldern und Korrekturen im Basismomentenbildner 128 aus Motordrehzahl n_mot, relativer Zylinderfüllung rl, Ba sislamdawert λ_bas und Basiszündwinkel zw_bas gebildet. Der Eingriff des Leerlaufreglers dmllr wird vom Leerlaufregler 130 abhängig von der Motordrehzahl Nmot und einem von Be triebsgrößen wie Motortemperatur abhängigen Sollwerts im Rahmen eines Drehzahlregelkreises ermittelt. Das indizierte Moment beim spätestmöglichen Zündwinkel mizwmn wird in einem entsprechenden Element 132 aus einem Kennfeld nach Maßgabe des aktuellen Betriebspunktes, der durch Motordrehzahl n_mot und relativer Zylinderfüllung rl gegeben wird, ausgelesen. In einer Logik 134 wird das indizierte Moment mi_kol gebil det. Dieses ändert sich nur dann, wenn die Summe von minima lem Moment mi_min und vom Deltamoment dmllr des Leerlaufreg lers größer ist als das indizierte Basismoment mibas (maximal mögliches Moment beim aktuellen Arbeitspunkt) oder kleiner ist als das für den aktuellen Arbeitspunkt minimal einstellbares Moment mizwmn ist. Dies wird durch die Aus wahllogik 134 erreicht, die sich wie folgt darstellen läßt:
Wenn

(mi_min + dmllr) - mibas < 0,

dann

mi_kol = mi_min + ((mi_min + dmllr) - mibas);

Wenn

(mizwmn - (mi_min + dmllr)) < 0,

dann

mi_kol = mi_min - ((mizwmn - (mi_min + dmllr))

Durch diese Maßnahme wird in vorteilhafter Weise eine Stabi lisierung des Lufteingriffs erreicht. Solange die geforderte Momentenänderung zwischen den Werten mibas und mizwmn sich bewegt wird kein Lufteingriff vorgenommen und die Drehzahl des Motors stabil gehalten. Die Momentenänderung wird nur über den Zündwinkel realisiert. Führt eine Momentenanforde rung über einen dieser Grenzwerte hinaus, wird die Luftzu fuhr entsprechend verändert.

Das in der Auswahllogik 134 ermittelte indizierte Moment mi_kol wird in einem Additionselement 136 mit dem Reservemo ment dmrllr beaufschlagt. Dieses ist in Tabellen, Kennlinien oder Kennfelder 138 abhängig vom jeweiligen Betriebszustand abgelegt. Beispielsweise wird das über den Luftpfad einge stellte Moment in Betriebszuständen wie Leerlauf Katheizen, Start, etc. gegenüber dem Normalwert erhöht, das heißt, ein Änderungsbetrag dmrllr auf das indizierte Moment mi_kol auf addiert. Durch die erhöhte Füllung stellt sich der Zündwin kel zw_soll automatisch nach spät (momentenverringernd). Auf diese Weise kann in diesen Betriebszuständen eine schnelle Momentenreaktion auch im Sinne einer Erhöhung des Drehmo ments der Brennkraftmaschine durch entsprechende Frühziehung des Zündwinkels erfolgen. Das um das Reservemoment korri gierte indizierte Moment wird in der Divisionsstelle 140 durch den Vorsteuerzündwinkelwirkungsgrad eta_zw_vst divi diert. Durch diese Maßnahme wird die in dem Zündwinkelpfad vorgenommene Verschlechterung der Wirkungsgradeinstellung im Luftpfad dergestalt berücksichtigt, daß das über die Füllung eingestellt Moment sich genau um den Betrag verändert, um den sich das über den Zündwinkel eingestellte Moment verän dert hat. Das in der Brennkraftmaschine indizierte Drehmo ment bleibt also im wesentlichen gleich. Der auf diese Weise ermittelte Momentensollwert wird in einer weiteren Divisi onsstufe 142 mit einem Zündwinkelwirkungsgrad etalab bezogen auf eine stöchiometrische Gemischzusammensetzung (λ=1) divi diert. Dieser Wirkungsgrad stellt die Abweichung vom optima len indizierten Moment durch eine von dem stöchiometrischen Gemisch abweichenden Zusammensetzung dar und ist als Kennli nie abhängig von λ_ist abgelegt. In der Wirkungsgradkennli nie 144 wird abhängig von der aktuellen Gemischzusammenset zung λ_ist der Wirkungsgradwert etalam ausgelesen und in der Divisionsstufe 142 mit dem Sollwert verbunden. Ergebnis ist ein Sollwert für eine Momentenänderung dmi_l_soll über den Luftpfad, welcher durch Ansteuern des Leerlaufstellers ein gestellt wird. Zu diesem Zweck wird in einem Sollfüllungs bildner 146 der Sollwert wenigstens unter Berücksichtigung der Motordrehzahl n_mot z. B. nach Maßgabe eines Kennfeldes oder eine Kennlinie in eine Füllungsänderung, das heißt eine Stellungsänderung des Leerlaufstellers drlllss umgesetzt. Diese Füllungsänderung wird dann durch Ansteuern des Leer laufstellers z. B. im Rahmen eines Stellungsregelkreises, ei nes Luftmassenregelkreises, eines Stromregelkreises, eines Füllungsregelkreises oder durch reine Steuerung eingestellt.

Die erfindungsgemäße Lösung wurde anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem zur Einstellung der Luftzufuhr nur ein Leerlaufsteller zur Verfügung steht. Die Vorgabe eines Zündwinkelarbeitspunkts weist jedoch auch Vor teile bei Steuersystemen auf, bei denen die Luftzufuhr über den gesamten Bereich abhängig vom Fahrerwunsch auf elektri schem Wege eingestellt wird. Daher wird auch in einer sol chen Ausführung ein Zündwinkelwirkungsgrad zumindest in be stimmten Betriebszuständen vorgegeben, der dann über den Zündwinkel eingestellt und zur Aufrechterhaltung des Moments bei der Lufteinstellung berücksichtigt wird.

Ferner wurde aus Übersichtlichkeitsgründen die Einflußgrößen zur Motorsteuerung im Rahmen des bevorzugten Ausführungsbei spiels auf Zündwinkel und Luft beschränkt. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist ferner auch eine Beeinflussung der Kraftstoffzufuhr durch Ausblendung und/oder Veränderung der Gemischzusammensetzung vorgenommen. In diesem Fall wird die erfindungsgemäße Zündwinkeleinstellung in entsprechender An wendung der aus der DE-A 44 07 475 bekannten Vorgehensweise bei der Bestimmung der Ausblendung bzw. der Veränderung der Gemischzusammensetzung berücksichtigt, während die Steuerung der Kraftstoffzufuhr bei der Berechnung der Basiszündwinkel größen und der Lufteinstellung wie in Fig. 2 zum Teil ange deutet (112, 116, 144) in entsprechender Anwendung der aus der DE-A 44 07 475 bekannten Vorgehensweise berücksichtigt wird.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei welcher wenigstens der Zündwinkel der Brennkraftmaschine und ein die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussendes Stellelement gesteuert werden, wobei die Steuerung abhängig von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und/oder externen Eingriffen im Sinne einer Einstellung eines vorgegebenen Drehmoments der Brennkraftmaschine erfolgt, dadurch gekenn zeichnet, daß in wenigstens einem Betriebszustand ein Wir kungsgrad der Zündwinkeleinstellung bezogen auf eine optima le Einstellung im aktuellen Arbeitspunkt vorgegeben wird und der Zündwinkel zur Bereitstellung dieses Wirkungsgrades ver ändert wird, wobei die Zündwinkeleinstellung im Rahmen der Steuerung der Luftzufuhr im Sinne einer Aufrechterhaltung des Drehmoments der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Leerlaufs der Brennkraftmaschine der Zündwin kel nach Maßgabe eines vorgegebenen Zündwinkelwirkungsgrads bestimmt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein erster Zündwinkelwirkungsgrad aus der Abweichung eines Basiszündwinkels von einem optima len Zündwinkel im aktuellen Arbeitspunkt gebildet wird und ein zweiter Wirkungsgrad als Vorsteuerwirkungsgrad abhängig von Betriebsgrößen gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbe sondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Zündwinkelwirkungsgrad der Einstellung des Zündwin kels außerhalb des Leerlaufs zugrundeliegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß innerhalb des Leerlaufs der Zünd winkel nach Maßgabe eines aus Fahrerwunsch und Motordrehzahl unter Berücksichtigung von Minimal- und Maximalmomenten ge bildeten Sollmomentenwert abgeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhr beeinflussende Stellelement ein Leerlaufstellelement ist, welches einen Teil der Luftzufuhr beeinflußt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Einstellung des die Leer laufluft beeinflussenden Stellelements nach Maßgabe des mi nimal notwendigen Moments, eines Eingriffsmoments eines Leerlaufreglers, einer Momentenreserve in vorbestimmten Be triebsphasen während des Leerlaufzustandes und/oder unter Berücksichtigung von Zündwinkelwirkungsgrad und/oder Ge mischzusammensetzungswirkungsgrad gebildet wird.

8. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei welcher wenigstens der Zündwinkel der Brennkraftmaschine und ein die Leerlaufluftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflus sendes Stellelement gesteuert werden, wobei die Steuerung abhängig von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und/oder externen Eingriffen im Sinne einer Einstellung eines vorge gebenen Drehmoments der Brennkraftmaschine erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Veränderung der Lufteinstellung nur dann erfolgt, wenn die das vorgegebene Drehmoment nicht al lein durch Zündwinkelverstellung bereitgestellt werden kann.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß sich die Lufteinstellung nur dann ändert, wenn die Summe aus dem minimal notwendigen und dem Deltamoment des Leerlaufreglers größer ist als das Moment, das das maximal mögliche Moment beim aktuellen Arbeitspunkt darstellt, oder wenn diese Summe kleiner als das für den ak tuellen Arbeitspunkt minimal einstellbare Moment ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Stellelement ein Stellelement im Umgehungskanal zur Hauptdrosselklappe ist, welche über eine mechanische Verbindung mit einem, vom Fahrer betätigba ren Bedienelement verbunden ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß externe Eingriffe, wie Antriebs schlupfregelung, Getriebesteuerung, etc., und/oder begren zende Eingriffe wie Drehzahlbegrenzung, Fahrgeschwindig keitsbegrenzung, etc. zu einer Verstellung des Zündwinkels führen.

12. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinheit, welche wenigstens den Zündwinkel und ein die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine be einflussendes Stellelement steuert, wobei die elektronische Steuereinheit Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs erfaßt und die Einstellung von Zündwinkel und Luftzufuhr nach Maßgabe von vorgegebenen Drehmomentenwerten durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit Mittel aufweist, welche in wenigstens einem Betriebszustand einen Wirkungsgrad der Zündwinkeleinstellung bezogen auf eine optimale Einstellung im aktuellen Ar beitspunkt vorgeben und den Zündwinkel zur Bereitstellung dieses Wirkungsgrades verändern, wobei die Zündwinkelein stellung im Rahmen der Steuerung der Luftzufuhr im Sinne ei ner Aufrechterhaltung des Drehmoments der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird.

13. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinheit, welche wenigstens den Zündwinkel und ein die Leerlaufluftzufuhr zur Brennkraftma schine beeinflussendes Stellelement steuert, wobei die elek tronische Steuereinheit Betriebsgrößen der Brennkraftmaschi ne und/oder des Fahrzeugs erfaßt und die Einstellung von Zündwinkel und Luftzufuhr nach Maßgabe von vorgegebenen Drehmomentenwerten durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit Mittel aufweist, welche eine Veränderung der Lufteinstellung nur dann vornehmen, wenn die das vorgegebene Drehmoment nicht allein durch Zündwinkelver stellung bereitgestellt werden kann.