DE4232974A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen des Drehmoments eines Ottomotors - Google Patents

Description

Das folgende betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen des Drehmoments eines Verbrennungsmotors mit Luftzumeßeinrichtung, d. h. eines Ottomotors.

Bevor auf bekannte Verfahren und Vorrichtungen dieser Art eingegangen wird, seien zunächst anhand der Fig. 7 und 8 verschiedene Begriffe erläutert. Fig. 7 zeigt für drei ver­ schiedene Drosselklappenwinkel α1 < α2 < α3 den jeweiligen Zusammenhang zwischen der Drehzahl n und dem Drehmoment M des Motors. Die Verläufe gelten alle für denselben konstan­ ten Zündwinkel ZW. Wie es wohlbekannt ist, nimmt das Dreh­ moment mit zunehmender Drehzahl ab und verkleinert den Dros­ selklappenwinkel α (verringerter Luftmassenstrom). Fig. 8 zeigt die Abhängigkeit des Drehmomentes M vom Zündwinkel ZW bei konstanter Drehzahl n und konstantem Drosselklappenwin­ kel α. Es ist erkennbar, daß für einen bestimmten Zündwinkel maximales Drehmoment erzielt wird.

In den Fig. 7 und 8 ist der konstante Zündwinkel, bei dem die Messungen gemäß Fig. 7 erfolgten, mit ZW_APP bezeich­ net. "APP" zeigt an, daß es sich um eine bei einer Appli­ kation konstant gehaltene Größe handelt. Eine Applikation ist ein Vorgang, bei dem die Veränderung des Wertes einer bestimmten Größe eines Motors, z. B. des Drehmomentes ab­ hängig von der Veränderung des Wertes einer anderen Größe, z. B. der Drehzahl, gemessen wird, wobei möglichst viele Parameter konstant gehalten werden, z. B. der Zündwinkel. Aus der Zusammenschau der Fig. 7 und 8 ist erkennbar, daß die Kurven von Fig. 7 bei einem Zündwinkel aufgenommen wurden, der bei der in Fig. 8 ausgewählten Drehzahl und dem dort ausgewählten Drosselklappenwinkel nicht zu maximalen Dreh­ moment führt. Eine Kurve wie die von Fig. 8 ermöglicht es, ausgehend von einem Drehmoment, wie es aus Fig. 7 ablesbar ist, dasjenige Drehmoment zu ermitteln, wie es bei einem anderen Zündwinkel als denjenigen vorliegt, für den die Kur­ ven gemäß Fig. 7 appliziert wurden. In der folgenden Be­ schreibung wird häufig davon gesprochen, daß ein Drehmoment auf einen Soll-Zündwinkel normiert wird. Dies bedeutet, daß mit Hilfe eines Zusammenhangs gemäß Fig. 8 das Drehmoment ermittelt wird, wie es beim Soll-Zündwinkel vorliegen würde, wenn das Drehmoment bei einem aktuellen Zündwinkel bekannt ist.

Nachfolgend wird häufig von einer Luftzumeßeinrichtung ge­ sprochen. Als Luftzumeßeinrichtung kommt bei derzeitigen Ottomotoren in erster Linie eine Drosselklappe in Frage. Zu­ sätzlich zur Drosselklappe kann eine Bypassleitung mit ein­ stellbarem Luftdurchsatz vorhanden sein, welche Bypassein­ richtung zusätzlich zur Drosselklappe zur Lufteinstellung verwendet wird. Schließlich ist es auch möglich, den in die Verbrennungskammern gesaugten Luftmassefluß durch variable Einlaßventil-Steuerzeiten einzustellen, wie dies z. B. in DE-A-39 40 752 beschrieben ist.

Stand der Technik

In der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung DE-P 41 11 023 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorgeben des Drehmoments eines Verbrennungsmotors beschrie­ ben. Dieses Verfahren beruht u. a. auf der Überlegung, daß ein Fahrer durch die Fahrpedalstellung ein gewisses Radan­ triebsmoment vorgibt. Dieses gewünschte Radantriebsmoment erfordert ein bestimmtes Motordrehmoment, das jedoch nicht nur vom gewünschten Radantriebsmoment abhängt, sondern z. B. noch davon, welche Momente für das Antreiben von Zusatzein­ richtungen, z. B. einer Klimaanlage oder einer Lichtmaschine aufzubringen sind, und davon, wieviel Reibungsenergie zu überwinden ist, welche Größe insbesondere von der Motor­ temperatur abhängt. Das Motordrehmoment wird daher nicht allein abhängig von der Fahrpedalstellung bestimmt, die letztendlich nur das gewünschte Radantriebsmoment vorgibt, sondern es wird abhängig von vielen Größen bestimmt.

Beim Verfahren und der Vorrichtung gemäß der genannten nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung wird der Luft­ massefluß (bei einem Ottomotor) oder der Kraftstofffluß (bei einem Dieselmotor) abhängig vom gewünschten Motordrehmoment gesteuert. Es wird keine Information ausgewertet, die anzei­ gen würde, ob das gewünschte Soll-Drehmoment auch tatsäch­ lich erreicht wird. Daher ist es ohne weiteres möglich, daß das Ist- vom Soll-Drehmoment abweicht.

Es bestand demgemäß das Problem, ein Verfahren und eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art anzugeben, die so ausge­ bildet sind, daß das Ist- möglichst genau mit dem Soll-Dreh­ moment übereinstimmt.

Darstellung der Erfindungen

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben, die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale von Anspruch 7. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand abhängiger Ansprüche 2-6.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung arbeiten so, daß sie das Ist-Drehmoment nicht nur durch Veränderung der Luftzufuhr sondern auch durch Ver­ ändern des Zündwinkels unter Verwendung einer Rückkopplung einstellen. Rückgekoppelt wird jedoch nicht das aktuelle Ist-Drehmoment, sondern das auf den Soll-Zündwinkel nor­ mierte Ist-Drehmoment, wobei der Soll-Zündwinkel derjenige Zündwinkel ist, der für die aktuellen Betriebsbedingungen des Motors als optimaler (nach Leistung oder Verbrauch) Zündwinkel appliziert ist. Die Drehmomentabweichung zwischen dem Soll-Drehmoment und dem normierten Ist-Drehmoment wird integriert und mit dem Integrationswert wird das Soll-Dreh­ moment modifiziert, um ein Effektiv-Drehmoment zu erhalten, das zum Bestimmen eines Wertes dient, mit dem die Luftmeßzu­ einrichtung angesteuert wird.

Diese besondere Wahl der Rückkopplung und die Integration der Drehmomentabweichung haben zur Folge, daß eine vom applizierten Zündwinkel nach dem Vornehmen einer Änderung des Soll-Drehmoments vorliegende Abweichung des aktuellen Zündwinkels allmählich auf Null zurückgestellt wird, so daß schließlich das Soll-Drehmoment beim applizierten, also beim optimalen Zündwinkel allein unter entsprechender Einstellung der Luftzumeßeinrichtung erhalten wird. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, daß große Änderungen des Dreh­ moments auf jeden Fall über die Luftmenge eingestellt wer­ den, während eine sehr schnelle Feinanpassung mit Hilfe des Zündwinkels erfolgt. Nach der schnellen Feinanpassung durch den Zündwinkel wird auch diese Feinanpassung allmählich über die Luftzufuhr vorgenommen, wobei die Feinanpassung durch den Zündwinkel rückgängig gemacht wird, so daß letztendlich wieder der optimale, applizierte Soll-Zündwinkel vorliegt.

Der genannte Rückkopplungswert kann auf verschiedene Arten ermittelt werden. Eine besteht darin, das Ist-Drehmoment des Motors mit einem Sensor zu messen, gleichzeitig den aktuel­ len Zündwinkel zu bestimmen, und ausgehend von diesen Werten das Drehmoment zu bestimmen, wie es beim Soll-Zündwinkel vorliegen würde. Eine andere Möglichkeit, die ohne Dreh­ momentsensor auskommt, liegt darin, den Luftmassefluß zu be­ stimmen, der in die Verbrennungskammern gesaugt wird und aus diesem Luftmassefluß mit Hilfe eines für den Soll-Zündwinkel applizierten Zusammenhangs mit dem Motordrehmoment das letztere als Rückkopplungswert zu bestimmen.

Zeichnung

Die Erfindungen werden nachstehend anhand der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Vorrichtungs/Funktions-Diagramm für ein erfin­ dungsgemäßes System; Fig. 2 ein Vorrichtungs/Funktions-Dia­ gramm für ein System, das eine Vorstufe zum erfindungsge­ mäßen System gemäß Fig. 1 ist; Fig. 3 ein Vorrichtungs/ Funktions-Diagramm für ein Teilsystem zum Bestimmen eines Ansteuerwertes für eine Luftzumeßeinrichtung; Fig. 4 ein Vorrichtungs/Funktions-Diagramm für ein Teilsystem zum Er­ mitteln eines auf einen Soll-Zündwinkel normierten Motor­ drehmoments, Fig. 5 ein Vorrichtungs/Funktions-Diagramm eines Teilsystems zum Festlegen eines aktuellen Zündwinkels; Fig. 6 ein Vorrichtungs/Funktions-Diagramm eines Teil­ systems zum Bestimmen eines Korrekturfaktors für einen Dreh­ momentwert; Fig. 7 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Drehmoments von der Drehzahl zeigt; und Fig. 8 ein Dia­ gramm, das die Abhängigkeit des Drehmoments von der Drehzahl zeigt; und Fig. 8 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Drehmoments vom Zündwinkel zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen

Die Fig. 1-6 sind Diagramme, die sowohl als Funktions­ diagramme eines Verfahrens wie auch als Vorrichtungsdiagram­ me aufgefaßt werden können. Als Sammelbegriff für "Verfahren und Vorrichtung" wurde vorstehend der Begriff "System" ver­ wendet. Die Figuren sind somit Vorrichtungs/Funktions-Dia­ gramme für Systeme im Zusammenhang mit der Erfindung.

Fig. 2 stellt ein Diagramm für eine Vorstufe eines erfin­ dungsgemäßen Systems dar. Vorrichtungsmäßig weist das System eine Einrichtung 10 zur Vorgabe eines Soll-Drehmoments M_SOLL auf, sowie eine Drosselklappenwinkel-Bestimmungsein­ richtung 11 für den Drosselklappenwinkel α, einen Motor 12 mit einer Drosselklappe 13, Verbrennungskammern 14, einer Zündwinkeleinstelleinrichtung 15 und einer Datenmeßeinrich­ tung 16, ein Zündwinkel-Kennfeld 17 zum Ausgeben eines Soll-Zündwinkels ZW_SOLL, ein Zündwinkelabweichungs-Kennfeld 18 zum Ausgeben einer Zündwinkelabweichung ΔZW, eine Zünd­ winkel-Summationseinrichtung 19 und eine Drehmoment-Subtrak­ tionseinrichtung 20. Die Datenmeßeinrichtung 16 verfügt über drei Teileinrichtungen, nämlich einen Drehzahlsensor 21 zum Ausgeben der Motordrehzahl n, einen Luftmassenflußsensor 22 zum Messen des über die Drosselklappe angesaugten Luftmasse­ flusses _DK_IST, und einen Drehmomentsensor 23 zum Messen des vom Motor abgegebenen Gesamtdrehmoments M_IST, wie es von der Drehzahl, der Füllung und dem Zündwinkel abhängt.

Nachfolgend wird die Funktion des Systems von Fig. 2 be­ schrieben.

Die Einrichtung 10 zur Vorgabe des Soll-Drehmomentes gebe zu einem bestimmten Zeitraum ein Soll-Drehmoment aus, das gegenüber dem zuvor geltenden Soll-Drehmoment deutlich er­ höht sei. Aus der Drosselklappenwinkel-Bestimmungseinrich­ tung 11 wird dann abhängig von der aktuellen Motordrehzahl n ein Drosselklappenwinkel α ausgelesen, wie er zuvor für einen bestimmten Zündwinkel für den vorliegenden Motor 12 appliziert wurde. Da angenommen wurde, daß das Drehmoment erhöht werden soll, wird ein Drosselklappenwinkel α ausge­ lesen, der größer ist als der zuvor eingestellte. Mit diesem Wert wird die Drosselklappe 13 eingestellt. Vom Motor 12 wird dann der Luftmassenfluß _DK_IST angesaugt, wie dies von der zugehörigen Einrichtung 22 gemessen wird. Aufgrund der Verbrennung des angesaugten Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Verbrennungskammern 14 stellt sich ein Motordrehmoment M_IST ein, wie es vom zugehörigen Sensor 23 gemessen wird. Es sei angenommen, daß die zeitliche Erhöhung im Soll-Dreh­ moment größer ist, als sie durch plötzliches Vergrößern der Öffnung der Drosselklappe 13 realisiert werden kann. Dann liegt das Ist-Drehmoment M_IST unter dem Soll-Drehmoment M_SOLL, wodurch die in der Drehmoment-Subtrahiereinrichtung 20 gebildete Drehmomentabweichung ΔM positiv ist. Aus dem Zündwinkelabweichungs-Kennfeld 18 wird eine zugehörige Zünd­ winkelabweichung ΔZW ausgelesen. Gleichzeitig wird aus dem Zündwinkelkennfeld 17 abhängig von der aktuellen Motordreh­ zahl n und dem angesaugten Luftmassefluß _DK_IST ein Zünd­ winkel ZW_SOLL ausgelesen, zu dem in der Zündwinkel-Addier­ einrichtung 19 die Zündwinkelabweichung ΔZW addiert wird, um den aktuell einzustellenden Zündwinkel ZW_AKT zu erhalten. Das Vorzeichen der Zündwinkelabweichung ΔZW ist dabei so gewählt, daß es beim Zündwinkel ZW_AKT zu einem größeren Drehmoment kommt, als beim Zündwinkel ZW_SOLL. Würde in Fig. 8 der applizierte Zündwinkel ZW_APP dem Soll-Zündwinkel ZW_SOLL entsprechen, müßte ΔZW positiv sein, um eine Momen­ tenerhöhung zu bewirken.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß mit Hilfe einer Zündwinkeländerung schnell diejenige Drehmomentänderung be­ wirkt werden kann, die durch eine Änderung des Luftmasse­ flusses nicht realisierbar ist. Problematisch beim System gemäß Fig. 2 ist jedoch, daß die Abweichung des aktuellen Zündwinkels vom Soll-Zündwinkel nicht rückgängig gemacht wird, wenn der neue Soll-Drehmomentwert einige Zeit erhalten bleibt. Dieser Nachteil wird durch das erfindungsgemäße System gemäß Fig. 1 überwunden.

Das System gemäß Fig. 1 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 2 durch zwei zusätzliche Einrichtungen und eine abge­ änderte Einrichtung. Zusätzlich sind eine Drehmoment-Korrek­ tureinrichtung 24 und ein Integrierer 25 vorhanden. Abgeän­ dert ist die Einrichtung zur Erfassung des Drehmoments. Es handelt sich nicht mehr um einen Drehmomentsensor 23, sondern um eine Ermittlungseinrichtung 26 zum Ermitteln eines abgeschätzten zündwinkelnormierten Drehmoments _ZWNORM. Die Funktion dieses Systems ist die folgende.

Es sei wieder eine Drehmomenterhöhung zu einem bestimmten Zeitpunkt angenommen. Die Integrationseinrichtung 25 gebe zu diesem Zeitpunkt den Integrationswert M_INT Null aus. Dieser Integrationswert wird in der Drehmomentkorrekturein­ richtung 24 zum Soll-Drehmoment M_SOLL addiert, um das effektive Drehmoment M_EFF zu bilden. Mit diesem wird nun, statt unmittelbar mit dem Soll-Drehmoment M_SOLL, wie beim System gemäß Fig. 2, die Drosselklappenwinkel-Bestimmungs­ einrichtung 11 angesteuert. Die sich anschließenden Abläufe stimmen mit denen anhand von Fig. 2 erläuterten überein. Der Motor gibt wieder das Drehmoment M_IST aus, das nun je­ doch nicht ermittelt wird. Vielmehr wird auf eine Art und Weise, wie sie weiter unten von Fig. 4 erläutert wird, das zündwinkelnormierte Drehmoment _ZWNORM ermittelt. Dieses wird in der Drehmoment-Subtraktionseinrichtung 20 statt des Ist-Drehmomentes M_IST verwertet. Es sei angenommen, daß das zündwinkelnormierte Drehmoment kleiner ist als das Soll- Drehmoment, wodurch wiederum eine positive Momentenabwei­ chung ΔM erhalten wird. Diese wird zündwinkelseitig durch die Einrichtungen 17, 18 und 19 verarbeitet, wie oben anhand von Fig. 2 beschrieben. Zusätzlich kann noch eine Verarbei­ tung in einer Einrichtung 27 zur Zündwinkelbeschränkung er­ folgen, worauf jedoch erst weiter unten anhand von Fig. 5 eingegangen wird.

Außer zur Zündwinkelveränderung wird die Drehmomentabwei­ chung ΔM noch zur Momenteneinstellung verwendet. Die Abwei­ chung wird nämlich in der Integrationseinrichtung 25 auf­ integriert und der Integrationswert M_INT wird, wie bereits angegeben, in der Drehmoment-Korrektureinrichtung 24 zum Soll-Drehmoment M_SOLL addiert. Wenn die Drehmomentabwei­ chung ΔM nicht nur vorübergehend ungleich Null ist, z. B. wegen eines dynamischen Übergangsverhaltens, sondern wenn sie z. B. wegen einer Ungenauigkeit in der Drosselklappen­ winkel-Bestimmungseinrichtung 11 über längere Zeit von Null abweicht, wird das effektive Drehmoment M_EFF gegenüber dem Soll-Drehmoment M_SOLL soweit erhöht, daß das zündwinkel­ normierte Drehmoment _ZWNORM schließlich mit dem Soll-Dreh­ moment M_SOLL übereinstimmt, wodurch die Momentenabweichung ΔM schließlich Null wird. Der Integrationswert M_INT wird dann nicht weiter verändert. Zugleich nimmt die Zündwinkel­ abweichung ΔZW den Wert Null an. Damit stimmt der aktuelle Zündwinkel ZW_AKT mit dem Soll-Zündwinkel ZW_SOLL überein, der so appliziert ist, daß er zu optimalem Motorverhalten (wahlweise nach Leistung oder Verbrauch) führt. Die Abwei­ chung vom optimalen Zündwinkel ist damit nur vorübergehend, um möglichst schnell das neu gewünschte Soll-Drehmoment ein­ zustellen. Die schnell mit Hilfe der Zündwinkelverstellung vorgenommene Momentenänderung wird dann allmählich mit Hilfe des Integrationswertes M_INT und damit der Luftmassenfluß­ einstellung übernommen.

Es sei darauf hingewiesen, daß im Zündwinkelabweichungs- Kennfeld 18 nicht nur eine Kennlinie gespeichert sein kann, die den Zusammenhang zwischen der Drehmomentabweichung ΔM und der Zündwinkelabweichung ΔZW zweidimensional wiedergibt, sondern es kann sich um ein höherdimensionales Kennfeld handeln, bei dem z. B. noch die Motordrehzahl n und/oder der gemessene Luftmassenfluß _DK_IST berücksichtigt werden.

Anhand von Fig. 3 wird nun ein Beispiel für eine sehr ge­ naue Einstellung des Drosselklappenwinkels α abhängig vom Soll-Drehmoment M_SOLL beschrieben. Gemäß Fig. 3 verfügt die Drosselklappenwinkel-Bestimmungseinrichtung 11 über folgende Einrichtungen: ein Masseflußkennfeld 28, eine Modelleinrichtung 29, einen Luftmasseregler 30, ein Drossel­ klappenwinkel-Kennfeld 31, eine Temperaturkompensationsein­ richtung 32, eine Massefluß-Subtrahiereinrichtung 33, sowie eine erste und eine zweite Multipliziereinrichtung 34.1 bzw. 34.2. Das Masseflußkennfeld 28 erhält die aktuellen Werte für das Soll-Drehmoment M_SOLL und die Motordrehzahl n, und es gibt abhängig von diesen Werten einen bei einem be­ stimmten Zündwinkel ZW_APP applizierten SOLL-Luftmassefluß _MOD_SOLL aus, wie er von den Verbrennungskammern anzu­ saugen ist, um das gewünschte Soll-Drehmoment bei der aktuellen Drehzahl zu erreichen, wenn der Applikationszünd­ winkel vorliegt. Nun ist es so, daß sich der durch die Drosselklappe strömende Luftmassefluß bei dynamischen Vor­ gängen von dem in die Kammern zu saugenden Fluß unterschei­ det, wobei die dynamische Abhängigkeit des in die Kammern gesaugten Flusses von dem durch die Drosselklappe strömenden Fluß durch ein sogenanntes Füllungsmodell wiedergegeben wird. Solche Füllungsmodelle sind wohl bekannt. In diesem Zusammenhang wird beispielhaft auf einen Artikel von C.F. Aquino verwiesen, wie er unter dem Titel "Transient A/F Control Characteristics of the 5 Liter Central Fuel Injection Engine" in SAE-Papers 810494, 1981 Seiten 1-15 erschienen ist. Im vorliegenden Fall geht es gerade um den umgekehrten Zusammenhang, weswegen die Modelleinrichtung 29 nach einem inversen Filtermodell arbeitet. Sie gibt dann den Soll-Luftmassefluß _DK_SOLL aus, wie er durch die Drossel­ klappe strömen muß, um den von den Verbrennungskammern anzu­ saugenden Soll-Luftmassefluß _MOD_SOLL zu erhalten. Der Sollwert _DK_SOLL wird dann in den zwei Multiplizierein­ richtungen 34.1 und 34.2 korrigiert, was weiter unten be­ schrieben wird, und der korrigierte Wert steuert zusammen mit dem aktuellen Wert der Motordrehzahl n das Drosselklap­ penwinkel-Kennfeld 31 an, das daraufhin den Drosselklappen­ winkel α ausgibt, der einen Luftmassefluß bewirken soll, bei dem sich das Soll-Drehmoment M_SOLL einstellt.

Die in den Multipliziereinrichtungen 34.1 und 34.2 vorgenom­ menen Korrekturen sind lediglich Feinkorrekturen, die ohne jeden Einfluß auf die grundsätzliche Funktion der Erfindung weggelassen werden können. Die Temperaturkompensationsein­ richtung 32 berücksichtigt z. B., daß dann, wenn die ver­ schiedenen Kennfelder z. B. bei 20°C appliziert wurden, die aktuelle Temperatur aber höher liegt, die Drosselklappe weiter geöffnet werden muß, um bei dieser höheren Temperatur denselben Luftmassefluß zu erzielen wie bei der Applika­ tionstemperatur von 20°C. Sie wird also mit zunehmender Temperatur einen gegenüber dem Wert 1 ansteigenden Korrek­ turfaktor ausgeben, mit dem der Soll-Luftmassefluß in der Multipliziereinrichtung 34.2 multipliziert wird. Der Luft­ masseregler 30, die Luftmassefluß-Subtraktionseinrichtung 33 und die erste Multipliziereinrichtung 34.1 berücksichtigen dagegen Dichteänderungen der Luft, die nicht temperaturbe­ dingt sind, also z. B. von Höhenänderungen oder Wetterände­ rungen herrühren. Dazu wird in der Massefluß-Subtraktions­ einrichtung ein Vergleich zwischen dem Ist- und dem Soll­ luftmassefluß vorgenommen. Die zugehörige Luftmasseflußab­ weichung Δ_DK = _DK_SOLL - _DK_IST wird an den Luftmasse­ regler 30 gegeben, der die Abweichung z. B. ausgehend vom Wert Eins integriert. Der Integrationswert wird an die erste Multipliziereinrichtung 34.1 als Faktor für die Multiplika­ tion mit dem Soll-Luftmassefluß gegeben. Wenn der Luftmasse­ regler 30 ausgehend vom Wert Null integriert, wird statt einer Multipliziereinrichtung eine Addiereinrichtung zur Korrektur verwendet. Der Luftmasseregler 30 kann außer einem I-Anteil noch einen P- und/oder einen D-Anteil aufweisen. Der Integrationswert kann noch in anderen Einrichtungen eines Steuergerätes als Information zur Luftdichte verwendet werden.

Fig. 4 veranschaulicht ein Beispiel für die Einrichtung 26 zur Ermittlung des zündwinkelnormierten Drehmoments _ZWNORM. Diese Einrichtung erhält das Signal _DK_IST vom Luftmasseflußsensor 22. Mit Hilfe einer Modelleinrichtung 35 für ein Füllungsmodell, wie oben im Zusammenhang mit der Modelleinrichtung 29 erläutert, wird der von den Verbren­ nungskammern angesaugte Luftmassefluß _IST ermittelt. Die­ ser Wert dient zusammen mit dem aktuellen Wert der Drehzahl n zum Ansteuern eines Drehmoment-Kennfeldes 36, das unter Verwendung des Soll-Zündwinkels ZW_SOLL aufgestellt wurde. Dadurch ist der aus dem Luftmassefluß _DK_IST ermittelte Drehmomentwert _ZWNORM auf den Soll-Zündwinkel ZW_SOLL normiert.

Fig. 5 veranschaulicht den Aufbau der in Fig. 1 ge­ strichelt eingezeichneten Einrichtung 27 zur Zündwinkelbe­ grenzung. Es ist ein Zündwinkelbegrenzer 37 vorhanden, der den Zündwinkel ZW_AKT in einem vorgegebenen Wertebereich hält. Mit Hilfe des begrenzten Zündwinkels ZW_AKT und eines Drehmomentabweichungs-Kennfeldes 38 wird eine zündwinkelbe­ dingte Drehmomentabweichung ΔM_ZW bestimmt. Zu dieser wird das auf den Sollzündwinkel normierte Drehmoment _ZWNORM in einer Drehmoment-Summationseinrichtung 39 addiert, wodurch das Ist-Drehmoment _IST erhalten wird, das übergeordneten Motorsteuerungseinrichtungen zugeführt werden kann. Die Mar­ kierung "ˆ" zeigt hierbei an, das es sich nicht um den tat­ sächlich gemessenen Wert des Ist-Drehmomentes handelt, son­ dern um einen aus Modellen abgeschätzten Wert. Ähnlich wie das Zündwinkelabweichungskennfeld 18 kann das Drehmoment­ abweichungs-Kennfeld 38 zwei- oder höherdimensional sein. Zusätzlich zur beschriebenen Eingangsgröße können noch Werte der Motordrehzahl n und/oder des Ist-Luftmasseflusses _DK_IST zugeführt werden.

Fig. 6 veranschaulicht ein System zur Feinkorrektur von drehmomentabhängigen Kennfeldwerten. Z.B. enthält die Dros­ selklappenwinkel-Bestimmungseinrichtung 11 in irgendeiner Weise ein Kennfeld, das den Drosselklappenwinkel α mit dem Soll-Drehmoment M_SOLL verknüpft, wobei dieses Kennfeld für einen Zündwinkel ZW_APP appliziert wurde, von dem sich je­ doch der aktuelle Soll-Zündwinkel ZW_SOLL unterscheidet, auf den normiert werden soll. Wird dieser Unterschied in den Zündwinkeln nicht beachtet, kommt es zu einer entsprechenden kleinen Ungenauigkeit in der Bestimmung des Drosselklappen­ winkels α, was jedoch in der Praxis nicht allzu schwerwie­ gend ist, da Drehmomentänderungen im allgemeinen große Wer­ te aufweisen, die in erster Linie über Luftflußänderungen nachgeführt werden. Wenn bei der Bestimmung des Drosselklap­ penwinkels α, der eine große Drehmomentenänderung bewirkt, ein kleiner Fehler unterläuft, ist dies nicht allzu schlimm, da kleine Änderungen ohnehin durch die oben besprochenen be­ sonderen Zündwinkelmaßnahmen aufgehoben werden. Theoretisch exakt arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung und das er­ findungsgemäße Verfahren jedoch, wenn der Wert zum Herbei­ führen der großen Änderung, also hier der Wert des Drossel­ klappenwinkels α, bereits genau bestimmt wird. Dies erfolgt gemäß Fig. 6 dadurch, daß eine Korrekturkennlinien-Ein­ richtung 40 einen Korrekturfaktor an einen Korrekturmulipli­ zierer 41 ausgibt, welcher Korrekturfaktor so appliziert ist, daß ein Drehmomentwert auf den Applikations-Zündwinkel normiert wird. Es kann sich hierbei um das Soll-Drehmoment M_SOLL handeln, dessen Wert modifiziert wird, bevor er der Drosselklappenwinkel-Bestimmungseinrichtung 11 zugeführt wird, oder es kann sich um das vom Drehmoment-Kennfeld 36 ausgegebene, auf den Soll-Zündwinkel ZW_SOLL normierte Dreh­ moment _ZWNORM handeln, das durch den Korrekturmultipli­ zierer 41 seinerseits auf denjenigen Zündwinkel ZW_APP nor­ miert wird, bei dem das Drehmoment-Kennfeld 36 appliziert wurde.

Claims (7)

1. Verfahren zum Einstellen des Drehmoments eines Verbren­ nungsmotors (12) mit Luftzumeßeinrichtung (13) (Ottomotor), mit folgenden Schritten:

• - Vorgeben eines Soll-Drehmoments (M_SOLL);
• - Ermitteln des für die aktuellen Motorbetriebsbedingungen vorgegebenen Soll-Zündwinkels (ZW_SOLL);
• - Ermitteln des auf den Soll-Zündwinkel normierten Ist-Dreh­ moments (_ZWNORM);
• - Berechnen der Drehmomentabweichung (ΔM) zwischen Soll- Drehmoment und normiertem Ist-Drehmoment;
• - Integrieren der Drehmomentabweichung und Korrigieren des Soll-Drehmoments mit dem Integrationswert (M_INT), um ein Effektiv-Drehmoment (M_EFF) zu erhalten;
• - Ansteuern der Luftzumeßeinrichtung mit einem Wert (α), der vom Wert des Effektiv-Drehmoments abhängt;
• - Ermitteln einer Zündwinkelabweichung (ΔZW) aus dem Wert der Drehmomentabweichung; und
• - Modifizieren des Soll-Zündwinkels mit der Zündwinkelabwei­ chung in solcher Weise, daß ein aktueller Zündwinkel (ZW_AKT) erhalten wird, durch den das Drehmoment in solcher Richtung beeinflußt wird, daß das Ist-Drehmoment mit dem Soll-Drehmoment des Motors zur Übereinstimmung kommen soll.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Soll-Zündwinkel (ZW_SOLL) normierte Ist-Dreh­ moment (_ZWNORM) wie folgt ermittelt wird:

• - Messen des angesaugten Luftmasseflusses (_DK_IST);
• - Ermitteln des in die Verbrennungskammern gesaugten Luft­ masseflusses (_MOD_IST) aus dem gemessenen Luftmassefluß mit Hilfe eines inversen Füllungsmodells; und
• - Ermitteln des auf den Soll-Zündwinkel normierten Ist-Dreh­ moments aus dem ermittelten Wert des in die Verbrennungskam­ mern gesaugten Luftmasseflusses und einem ausgemessenen und damit bekannten Zusammenhang zwischen diesem Luftmassefluß und dem Drehmoment bei konstantem Soll-Zündwinkel.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Soll-Zündwinkel (ZW_SOLL) normierte Ist-Dreh­ moment (_ZWNORM) wie folgt ermittelt wird:

• - es wird das Drehmoment des Motors beim aktuellen Zündwin­ kel gemessen; und
• - aus einem ausgemessenen und damit bekannten Zusammenhang zwischen der Änderung des Drehmoments und dem Zündwinkel bei konstanter Füllung wird unter Verwendung des aktuellen Zünd­ winkels und des Soll-Zündwinkels das Drehmoment berechnet, wie es vorliegen würde, wenn der Soll-Zündwinkel statt des aktuellen Zündwinkels vorliegen würde.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wert zum Ansteuern der Luftzumeßein­ richtung (13) wie folgt ermittelt wird;

• - Ermitteln eines in die Verbrennungskammern des Motors zu saugenden Luftmasseflusses (_MOT_SOLL) aus einem ausge­ messenen und damit bekannten Zusammenhang zwischen dem Ef­ fektiv-Drehmoment (M_EFF), der Drehzahl (n) des Motors und dem genannten Luftmassefluß;
• - Ermitteln eines anzusaugenden Soll-Luftmasseflusses (_DK_SOLL) aus einem Füllungsmodell, das den Zusammenhang zwischen dem angesaugten Luftmassefluß und dem in die Ver­ brennungskammern zu saugenden Luftmassefluß angibt; und
• - Ermitteln des Ansteuerwertes (α) für die Luftzumeßeinrich­ tung abhängig vom Wert für den anzusaugenden Soll-Luftmasse­ fluß.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der tatsächlich angesaugte Ist-Luftmassefluß (_DK_IST) ermittelt wird;
• - der Wert des Ist-Luftmasseflusses vom Soll-Luftmassefluß (DK_SOLL) abgezogen wird, um eine Luftmasseflußdifferenz zu bilden; und
• - der Wert des Soll-Luftmasseflusses abhängig vom Wert der Luftmasseflußdifferenz modifiziert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Größen zum Festlegen der aktuellen Motor­ betriebsbedingungen die Drehzahl (n) und der IST-Luftmasse­ fluß (_DK_IST) sind.

7. Vorrichtung zum Einstellen des Drehmoments eines Verbren­ nungsmotors 12 mit Luftzumeßeinrichtung 13 (Ottomotor), mit:

• - einer Einrichtung (10) zum Vorgeben eines Soll-Drehmoments (M_SOLL);
• - einer Einrichtung (17) zum Ermitteln des für die aktuellen Motorbetriebsbedingungen vorgegebenen Sol l-Zündwinkels (ZW_SOLL);
• - einer Einrichtung (26) zum Ermitteln des auf den Soll- Zündwinkel normierten Ist-Drehmoments (M_ZWNORM);
• - einer Einrichtung (20) zum Berechnen der Drehmomentabweichung (ΔM) zwischen Soll-Drehmoment und normiertem Ist-Drehmoment;
• - einer Einrichtung (25) zum Integrieren der Drehmomentab­ weichung und Korrigieren des Soll-Drehmoments mit dem Inte­ grationswert (M_INT), um ein Effektiv-Drehmoment (M_EFF) zu erhalten;
• - einer Einrichtung (11) zum Ansteuern der Luftzumeßeinrich­ tung mit einem Wert (α), der vom Wert des Effektiv-Drehmo­ ments abhängt;
• - einer Einrichtung (18) zum Ermitteln einer Zündwinkelab­ weichung (ΔZW) aus dem Wert der Drehmomentabweichung; und
• - einer Einrichtung (19) zum Modifizieren des Soll-Zündwin­ kels mit der Zündwinkelabweichung in solcher Weise, daß ein aktueller Zündwinkel (ZW_AKT) erhalten wird, durch den das Drehmoment in solcher Richtung beeinflußt wird, daß das Ist-Drehmoment mit dem Soll-Drehmoment des Motors zur Über­ einstimmung kommen soll.