DE4334571C2 - Vorrichtung zur Schubabschaltung bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Schubabschaltung bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schubabschal­ tung bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, bei der mit Wiedereinsetzen der Verbrennung nach einer Schubab­ schaltphase der Zündzeitpunkt von zunächst "spät" in Richtung "früh" auf den Sollzündzeitpunkt verstellt wird.
Eine derartige Vorrichtung ist bereits in der als Motro­ nic bezeichneten Motorsteuerung der Firma Bosch reali­ siert. Bei der bisherigen Ausführung der Schubabschaltung wird nach vollständigem Schließen der Drosselklappe im Schubbetrieb die Kraftstoffzufuhr unterbrochen. Nach er­ neutem öffnen der Drosselklappe der Brennkraftmaschine, d. h. wenn die Schubabschaltphase abgeschlossen ist, setzt die Kraftstoffzufuhr und damit die Verbrennung wie­ der ein. Bei Einsetzen der Verbrennung ist der Zündzeit­ punkt zunächst in Richtung "spät" verstellt. Innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von Arbeitsspielen wird der Zündzeitpunkt dann in Richtung "früh" auf den Soll-Zünd­ zeitpunkt aus dem Kennfeld verstellt.
Durch das Wiedereinsetzen der Verbrennung nach einer Schubabschaltphase bei zunächst nach "spät" verstelltem Zündzeitpunkt wird ein starker Anfahrruck des Kraftfahrzeuges vermieden.
Mindestens ebenso wichtig ist die anfängliche Verstellung des Zündzeitpunktes in Richtung "spät" für einen zunächst verringerten Anteil von NOx-Bestandteilen im Abgas der Brennkraftmaschine.
Da sich nach dem Abschalten der Kraftstoffzufuhr das Ab­ gassystem mit Frischluft füllt, der Abgas-Katalysator also kurzzeitig bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda deutlich größer als 1 betrieben wird, ist der Ab­ gas-Katalysator unmittelbar nach Beendigung einer Schubabschaltphase nicht in der Lage, NOx-Bestandteile im Abgas der Brennkraftmaschine zu reduzieren. Es ist daher von besonderer Bedeutung, daß die Brennkraftmaschine un­ mittelbar nach einer Schubabschaltphase bei einem zunächst nach "spät" verstellten Zündzeitpunkt betrieben wird, bei dem im Verhältnis zum Soll-Zündzeitpunkt deut­ lich geringere NOx-Bestandteile im Abgas der Brennkraft­ maschine erzeugt werden.
Der Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht dabei darin, daß die Verstellung des Zündzeitpunkts in Richtung "spät" unabhängig von der Dauer der vorangegangenen Schubabschaltphase jeweils für eine vorgegebene Zeit vor­ genommen wird. Dies hat zur Folge, daß einerseits der Zündzeitpunkt nach sehr kurzen Schubabschaltphasen zu lange in Richtung "spät" verbleibt, und damit das Lei­ stungsverhalten der Brennkraftmaschine beeeinträchtigt wird, und daß andererseits der Zündzeitpunkt bei sehr langen Schubabschaltphasen zu kurz in Richtung "spät" verbleibt, was zu einer Verschlechterung des Abgaskonver­ tierungsverhaltens des Abgaskatalysators und damit zu verschlechterten Abgasen führt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung ein­ gangs genannter Art anzugeben, durch die bei Brennkraft­ maschinen mit Schubabschaltung das Leistungsverhalten so­ wie das Abgasverhalten in der Phase nach Beendigung der Schubabschaltung deutlich verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ab Beginn der Schubabschaltung die pro Arbeitshub in das Ab­ gassystem gelangenden Frischluftmengen zur Bestimmung der Gesamtfrischluftmenge im Abgassystem aufsummiert bzw. aufintegriert werden und daß die mit Wiedereinsetzen der Verbrennung vorgesehene Zündzeitpunktverstellung von zunächst "spät" auf den Sollzündzeitpunkt mit einer von der Gesamtfrischluftmenge im Abgassystem abhängigen Ge­ schwindigkeit erfolgt.
Damit wird erreicht, daß der Zündzeitpunkt nach einer kurzen Schubabschaltphase zur Gewährleistung eines tadel­ losen Leistungsverhaltens der Brennkraftmaschine so schnell wie möglich wieder auf den Sollzündzeitpunkt aus dem Kennfeld verstellt wird. Bei sehr langen Schubab­ schaltphasen wird durch die Erfindung dagegen erreicht, daß der Zündzeitpunkt so lange in Richtung "spät" ver­ stellt bleibt, bis der Abgaskatalysator nach einer Mager­ betriebsphase wieder in der Lage ist, die NOx-Bestand­ teile des Abgases zu reduzieren. Da beim Betrieb der Brennkraftmaschine mit in Richtung "spät" verstelltem Zündzeitpunkt ein geringerer Anteil von NOx-Bestandteilen im Abgas vorhanden ist, kann durch die Spätverstellung der Zündung, während der Phase, während der der Abgaska­ talysator nicht bzw. nur sehr eingeschränkt in der Lage ist, NOx-Bestandteile im Abgas zu reduzieren, das Abgas­ verhalten der Brennkraftmaschine insbesondere nach einer Schubabschaltphase deutlich verbessert werden.
Da Frischluft in dem Teil des Abgassystems, der sich nach dem Abgas-Katalysator befindet, das Konvertierungsverhal­ ten des Abgaskatalysators nicht beeinflußt, wird die ma­ ximal zu berücksichtigende Gesamtfrischluftmenge auf das Volumen des Abgassystems von der Brennkraftmaschine bis zum Abgaskatalysatorausgang begrenzt.
Um die zwischen zwei nahe beieinanderliegenden Schubab­ schaltphasen zwischenzeitlich erfolgte Befeuerungsphase der Brennkraftmaschine zu berücksichtigen, wird die Ge­ samtfrischluftmenge ab Wiedereinsetzen der Verbrennung um die pro Arbeitshub in das Abgassystem gelangende Abgas­ menge zur Bestimmung der für den Beginn der nachfolgenden Schubabschaltung zu berücksichtigenden Gesamtfrischluft­ menge dekrementiert.
Vorteilhafterweise wird dabei beim Dekrementieren der pro Arbeitshub in das Abgassystem gelangenden Abgasmenge ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 die Anordnung eines Zylinders einer Brennkraft­ maschine mit dem zugehörigen Abgassystem in schematischer Darstellung und
Fig. 2 die Anordnung von Fig. 1, bei der das Abgas­ system im Unterschied zur Fig. 1 teilweise mit Abgas und teilweise mit Frischgas gefüllt ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist das gesamte Abgassystem vom Zylinder 1 über den Abgaskrümmer 2 bis über den Abgaskatalysator 3 hinaus mit Frischluft gefüllt. Da jedoch die Frischluft, die nach dem Abgaskata­ lysator im Abgassystem vorhanden ist, keinen Einfluß auf das Konvertierungsverhalten des Abgaskatalysators 3 hat, wird als die für das Konvertierungsverhalten des Abgaska­ talysators 3 relevante Gesamtfrischluftmenge im Abgassy­ stem das Volumen des Abgassystems vom Zylinder 1 bis zum Ausgang 4 des Abgaskatalysators 3 berücksichtigt. Diese maximal zu berücksichtigende Gesamtfrischluftmenge Qmax setzt sich aus den pro Arbeitshub in das Abgassystem ge­ langten Frischluftmengen Qi zusammen.
Da die Anordnung von Fig. 2 mit der Anordnung von Fig. 1 übereinstimmt, sind die entsprechenden Bestandteile der beiden Anordnungen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, wurde das Abgassystem während einer Schubabschaltphase teilweise mit Frischluft gefüllt, durch die die Reduktionsfähigkeit des Abgaskata­ lysators 3 für NOx-Bestandteile im Abgas reduziert wird. Zur Berücksichtigung der Dauer der Schubabschaltphase wird ab Wiedereinsetzen der Verbrennung von der Gesamt­ frischluftmenge ΣQiFrischgas die nachfolgenden pro Ab­ gashub in das Abgassystem gelangenden Abgasmengen QiAbgas subtrahiert. In Abhängigkeit von diesem Subtraktionser­ gebnis, d. h. in Abhängigkeit von der Differenz aus der in das Abgassystem gelangten Gesamtfrischgas­ menge ΣQiFrischgas und der danach in das Abgassystem gelangten Gesamtabgasmenge ΣQiAbgas wird die Geschwin­ digkeit der mit Wiedereinsetzen der Verbrennung vorgese­ henen Zündzeitpunktverstellung von zunächst "spät" auf den Sollzündzeitpunkt aus dem Zündwinkelkennfeld be­ stimmt.
Durch die Berücksichtigung des Frischluftdurchsatzes wäh­ rend einer Schubabschaltphase und damit durch Berücksich­ tigung der Zeitdauer der Schubabschaltphase ist es möglich, einerseits bei einer sehr kurzen Schubabschaltphase zur Gewährleistung eines optimalen Leistungsverhaltens der Brennkraftmaschine den Zündzeitpunkt sehr schnell wieder von zunächst "spät" auf den Sollzündzeitpunkt zu verstellen, und andererseits bei sehr lang anhaltenden Schubabschaltphasen den nachfolgenden NOx-Ausstoß durch eine entsprechend lang anhaltende Zündzeitpunktverstel­ lung in Richtung "spät" und damit durch eine verringerte NOx-Abgabe der Brennkraftmaschine während dieser Zünd­ zeitpunktverstellphase zu verringern.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Schubabschaltung bei einer Kraft­ fahrzeug-Brennkraftmaschine bei der mit Wiederein­ setzen der Verbrennung nach einer Schubabschaltphase der Zündzeitpunkt von zunächst "spät" in Richtung "früh" auf den Sollzündzeitpunkt verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ab Beginn der Schubab­ schaltung die pro Arbeitshub in das Abgassystem ge­ langenden Frischluftmengen (QiFrischgas) zur Be­ stimmung der Gesamtfrischluftmenge im Abgassystem (ΣQiFrischgas) aufsummiert bzw. aufintegriert wer­ den und daß die mit Wiedereinsetzen der Verbrennung vorgesehene Zündzeitpunktverstellung von zunächst "spät" auf den Sollzündzeitpunkt mit einer von der Gesamtfrischluftmenge (ΣQiFrischgas) im Abgas­ system abhängigen Geschwindigkeit erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal zu berück­ sichtigende Gesamtfrischluftmenge (Qmax) im Abgassystem dem Volumen des Abgassystems von der Brenn­ kraftmaschine (1) bis zum Abgaskatalysatorausgang (4) entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfrischluft­ menge (ΣQiFrischgas) ab Wiedereinsetzen der Ver­ brennung um die pro Arbeitshub in das Abgassystem gelangende Abgasmenge (QiAbgas) zur Bestimmung der für den Beginn der nachfolgenden Schubabschaltung zu berücksichtigenden Gesamtfrischluftmenge (ΣQiFrischgas - ΣQiAbgas) dekrementiert wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Dekrementieren der pro Arbeitshub in das Abgassystem gelangenden Abgas­ menge (QiAbgas) ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt wird.
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