DE4343353C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der US 4 144 853 bekannt. Dort wird im Leerlauf der Zündwinkel nach spät verschoben und die Drosselklappe geöffnet, um eine höhere Drehzahl zu erreichen und um die Brennkraftmaschine und die Abgase schnell aufzuwärmen.

Aus der DE 41 31 226 A1 ist ein Verfahren zur elektronischen Steuerung eines Verbrennungsmotors mit einer Mehrzahl von Zylindern bekannt, in dem der selbe Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Rückkopplungskoeffizient, der in vorgegebenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erhalten wird und für die die Berechnung der in einen bestimmten Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffmenge verwendet wird, außerdem für die Korrektur desjenigen Zündzeitpunkts des selben Zylinders, der direkt auf die Einspritzung der berechneten Kraftstoffmenge in den bestimmten Zylinder folgt, verwendet wird, so dass die Schwankung des Motordrehmoments wirksam unterdrückt wird, die Stabilität des Motorbetriebs während des Leerlaufs verbessert wird und Stöße im Niederdrehzahlbereich verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale Steuerung einer Brennkraftmaschine zu ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung ermöglicht es, Zündwinkeleingriffe ohne Änderung des Drehmoments der Brennkraftmaschine durchzuführen. Der Einfluß des Zündwinkeleingriffs auf das Drehmoment wird über einen Eingriff auf die Drosselklappe oder auf den Leerlaufsteller kompensiert. Somit haben Zündwinkeleingriffe keinen Einfluß auf die Fahrpedalcharak­ teristik.

Der Zündwinkeleingriff erfolgt durch Verknüpfen eines Signals für den Zündwinkel mit einem ersten Korrekturwert. Die Kompensation er­ folgt durch Verknüpfen eines Signals für die von der Brennkraftma­ schine angesaugte Luft mit einem zweiten Korrekturwert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist weiterhin ein dritter Korrekturwert vorgesehen, der mit dem Signal für das Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis verknüpft wird, um auch während des Zünwinkelein­ griffs möglichst gute Abgaswerte zu erreichen.

Besonders vorteilhaft ist es, die Korrekturwerte zu erzeugen, indem man aus Kennfeldern ausgelesene Grundwerte mit Gewichtsfaktoren ver­ knüpft, die die Wirksamkeit der einzelnen Eingriffe abhängig vom Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine beeinflussen. Die Gewichtsfak­ toren werden in Abhängigkeit von einer geeigneten Betriebskenngröße aus Kennlinien ermittelt. Dabei ist es vorteilhaft die Betriebskenn­ größe auf einen Schwellwert zu beziehen, d. h. die Betriebskenngröße durch diesen Schwellwert zu dividieren, und den Schwellwert in Ab­ hängigkeit von der Starttemperatur der Brennkraftmaschine vorzuge­ ben.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum schnellen Aufheizen eines Katalysators im Abgassystem der Brennkraftmaschine. Bei dieser Anwendung wird mit dem ersten Korrekturwert der Zündwin­ kel nach spät verschoben, um den Katalysator schnell aufzuheizen. Mit dem zweiten Korrekturwert wird bewirkt, daß die Drosselklappe oder der Leerlaufsteller weiter geöffnet wird, so daß trotz Ver­ schiebung des Zündwinkels die Fahrpedalcharakteristik erhalten bleibt und es somit zu keiner Einbuße beim Fahrkomfort kommt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine ein­ schließlich verschiedener Komponenten, die je nach Ausführungsform der Erfindung von Bedeutung sein können,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 4 eine Kennlinie eines Gewichtsfaktors und

Fig. 5 ein Diagramm der Fahrpedalcharakteristik bei einer Drehzahl von 1720 U/min mit und ohne Eingriff in den Zündwinkel und/oder in die Drosselklappe bzw. den Leerlauf-Steller.

Beschreibung der Ausführungsformen

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, mit denen der Katalysator nach dem Start der Brennkraftmaschine sehr schnell auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt werden kann. Die Er­ findung ist aber nicht auf diesen Anwendungsfall begrenzt, sondern kann immer dann eingesetzt werden, wenn verschiedene Parameter der Brennkraftmaschine koordiniert gesteuert werden sollen, insbesondere dann, wenn verhindert werden soll, daß sich ein Zündwinkeleingriff auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine auswirkt. Wird der Zünd­ winkel beispielsweise in Richtung spät verschoben, so kommt es zu einem Drehmomentverlust. Dieser Drehmomentverlust wird beim erfin­ dungsgemäßen Verfahren dadurch ausgeglichen, daß der Leerlaufsteller weiter geöffnet wird. Dadurch wird erreicht, daß die Fahrpedal­ charakteristik unabhängig vom Zündwinkel erhalten bleibt. Da die Spätverstellung des Zündwinkels in der Regel nur in bestimmten Be­ triebszuständen benötigt wird, sieht das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin vor, den Zündwinkeleingriff und den Leerlaufstellerein­ griff koordiniert abzusteuern, d. h. auf Null zu reduzieren. Bei­ spielsweise wird die Funktion zum schnellen Aufheizen des Katalysa­ tors nur innerhalb eines kurzen Intervalls nach Starten der Brenn­ kraftmaschine benötigt.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 100 mit verschiedenen Kompo­ nenten. Über einen Ansaugtrakt 102 wird der Brennkraftmaschine 100 Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt, und die Abgase der Brennkraftma­ schine 100 werden in einen Abgaskanal 104 abgegeben. Im Ansaugtrakt 102 sind - in Stromrichtung der angesaugten Luft gesehen - ein Luft­ mengenmesser oder Luftmassenmesser 106, ein Temperatursensor 107 zur Erfassung der Temperatur der angesaugten Luft, eine Drosselklappe 108 mit einem Sensor 109 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Dros­ selklappe 108, ein Drucksensor 110 und eine oder mehrere Einspritz­ düsen 111 angeordnet. Um die Drosselklappe 108 herum führt ein Um­ gehungskanal 112, in dem ein Leerlaufsteller 113 angeordnet ist mit einem Antrieb 114. Falls der Leerlaufsteller 113 gesteuert betrieben wird, ist der Öffnungswinkel des Leerlaufstellers 113 aus den An­ steuersignalen des Antriebs 114 bekannt. Soll der Leerlaufsteller geregelt betrieben werden, so ist zusätzlich ein in Fig. 1 nicht dargestellter Sensor zur Erfassung des Öffnungswinkels des Leerlauf­ stellers 113 erforderlich.

Im Abgaskanal 104 sind - in Stromrichtung der Abgase gesehen - ein erster Sauerstoffsensor 115, ein Katalysator 116 mit einem Tempera­ tursensor 117 zur Erfassung der Temperatur des Katalysators 116 und ein zweiter Sauerstoffsensor 118 angeordnet. Stromauf des ersten Sauerstoffsensors 115 mündet eine Sekundärluftleitung 120 in den Ab­ gaskanal 104. Die Eintrittsöffnung der Sekundärluftleitung 120 in den Abgaskanal 104 kann mittels eines Ventils 121 verschlossen wer­ den. Durch die Sekundärluftleitung 120 kann mittels einer Sekundär­ luftpumpe 122 Frischluft in den Abgaskanal 104 eingeblasen werden.

An der Brennkraftmaschine 100 sind ein Temperatursensor 123 und ein Drehzahlsensor 124 angebracht. Weiterhin besitzt die Brennkraftma­ schine 100 beispielsweise vier Zündkerzen 126 zur Zündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern.

Die Ausgangssignale des Luftmengenmessers oder Luftmassenmessers 106, des Temperatursensors 107, des Sensors 109 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 108, des Drucksensors 110, gege­ benenfalls des Sensors zur Erfassung des Öffnungswinkels des Leer­ laufstellers 113, des ersten Sauerstoffsensors 115, des Temperatur­ sensors 117, des zweiten Sauerstoffsensors 118, des Temperatursen­ sors 123 und des Drehzahlsensors 124 werden einem zentralen Steuer­ gerät 128 über entsprechende Verbindungsleitungen zugeführt. Das Steuergerät 128 wertet die Sensorsignale aus und steuert über weite­ re Verbindungsleitungen die Einspritzdüse bzw. die Einspritzdüsen 111, den Antrieb 114 des Leerlaufstellers 113, das Ventil 121, die Sekundärluftpumpe 122 und die Zündkerzen 126 an. Die hier beschrie­ benen Einzelkomponenten sind nicht notwendigerweise alle gleichzei­ tig zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich und brauchen somit nicht alle vorhanden zu sein. Je nach Ausfüh­ rungsform der Erfindung genügt eine mehr oder weniger große Unter­ kombination dieser Einzelkomponenten.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfin­ dung. Die Schaltung der Fig. 2 dient dazu, die Sollwerte für den Zündwinkel ZW, für den Öffnungswinkel LLW des Leerlaufstellers 113 und für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis LK mit Korrekturwerten dZW', dLLW' und GK' zu versehen. Der Korrekturwert dZW' für den Zündwinkel ZW dient dazu, den Katalysator 116 nach dem Start der Brennkraftma­ schine 100 möglichst schnell auf Betriebstemperatur aufzuheizen. Der Korrekturwert dLLW' für den Öffnungswinkel LLW des Leerlaufstellers 113 dient dazu, die vom Korrekturwert dZW' verursachte Beeinflussung des Drehmoments zu kompensieren. Der Korrekturwert GK' für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis LK dient dazu, die Heizwirkung und die Abgasbelastung optimal aufeinander abzustimmen.

Ein Grundwert dZW für den Korrekturwert dZW' wird von einem Kennfeld 200 ausgegeben, in das ein Signal für die Drehzahl n und ein Signal für die Last L eingespeist werden. Die Drehzahl n wird mit Hilfe des in Fig. 1 dargestellten Drehzahlsensors 124 ermittelt. Die Last L kann auf verschiedene Art und Weise ermittelt werden, beispielsweise mit Hilfe des Luftmengen- oder Luftmassenmessers 106, des Drucksen­ sors 110, des Sensors 109 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 108 usw. Das Signal für den Grundwert dZW wird an ei­ nen ersten Eingang eines Verknüpfungspunktes 202 weitergeleitet. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 202 liegt ein Gewichtsfaktor F1 an. Der Gewichtsfaktor F1 besitzt in der Regel Werte zwischen 0 und 1. Er legt fest, wie stark sich der Grundwert dZW letztendlich auf den Zündwinkel ZW auswirkt. Dies ist deshalb erforderlich, weil der Zündwinkel ZW nur in bestimmten Betriebszuständen beeinflußt werden soll. In diesen Betriebszuständen besitzt der Gewichtsfaktor F1 einen großen Wert, beispielsweise den Wert 1. Zu Beginn und gegen Ende dieser Betriebszustände kann der Gewichtsfaktor F1 von einem Wert 0 auf einen großen Wert erhöht werden bzw. von einem großen Wert auf den Wert 0 erniedrigt werden, und außerhalb dieser Be­ triebszustände besitzt der Gewichtsfaktor F1 den Wert 0, so daß der Grundwert dZW keinen Einfluß auf den Zündwinkel ZW hat. Der Ge­ wichtsfaktor F1 wird von einem Block 204 ausgegeben. Einzelheiten zur Ermittlung des Gewichtsfaktors F1 durch den Block 204 sind in Fig. 3 dargestellt und im zugehörigen Text beschrieben.

Der Block 204 besitzt zwei weitere Ausgänge zur Ausgabe weiterer Ge­ wichtsfaktoren F2 und F3. An einem ersten Eingang des Blocks 204 liegt ein Signal TBKMStart an, das die Temperatur der Brennkraftma­ schine 100 beim Start der Brennkraftmaschine 100 repräsentiert. Es kann ein weiterer Eingang vorhanden sein, an dem ein Signal für eine Betriebskenngröße anliegt, aus der in irgendeiner Form die bereits erzielte Heizwirkung des Katalysators abgeleitet werden kann. Diese Betriebskenngröße kann beispielsweise die mit dem Temperatursensor 117 erfaßte Temperatur des Katalysators 116 sein, eine mit Hilfe eines Temperaturmodells ermittelte Temperatur des Katalysators 116, ein Lastsignal L, ein Signal für die Kraftstoffmasse, ein Signal für die Anzahl der Kurbelwellenumdrehungen, ein Signal für die Tempera­ tur TBKM der Brennkraftmaschine 100 oder auch ein Zeitsignal. Der Verknüpfungspunkt 202 multipliziert den Grundwert dZW mit dem Ge­ wichtsfaktor F1 und stellt an seinem Ausgang ein Signal für den Korrekturwert dZW' des Zündwinkels ZW bereit. Dieses Signal wird an einen ersten Eingang eines Verknüpfungspunktes 206 weitergeleitet, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines Blocks 208 verbunden ist, der den Sollwert für den Zündwinkel ZW bereitstellt. Im Ver­ knüpfungspunkt 206 werden der Sollwert für den Zündwinkel ZW und der Korrekturwert dZW' addiert, und das Summensignal wird zur weiteren Verarbeitung, die letztendlich zu einer entsprechenden Ansteuerung der Zündkerzen 126 führt, an einen Block 210 weitergeleitet.

Auf ähnliche Art und Weise wird auch der Vorsteuerwert LLW für den Leerlaufsteller 113 beeinflußt. Ein Kennfeld 212 gibt in Abhängig­ keit der Eingangsgrößen Drehzahl n und Öffnungswinkel α der Dros­ selklappe 108 ein Signal für den Grundwert dLLW aus. Dieses Signal wird an einen ersten Eingang eines Verknüpfungspunktes 214 weiterge­ leitet. Der zweite Eingang des Verknüpfungspunktes 214 ist mit dem Ausgang des Blocks 204 verbunden, an dem der Gewichtsfaktor F2 be­ reitgestellt wird. Der Verknüpfungspunkt 214 multipliziert das Signal für den Grundwert dLLW mit dem Gewichtsfaktor F2 und stellt an seinem Ausgang ein Signal für den Korrekturwert dLLW' bereit. Das Signal für den Korrekturwert dLLW' wird an einen ersten Eingang ei­ nes Verknüpfungspunktes 216 weitergeleitet. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 216 liegt ein Vorsteuerwert LLW für den Leer­ laufsteller 113 an, der von einem Block 218 erzeugt wird. Der Ver­ knüpfungspunkt 216 addiert die Signale für den Vorsteuerwert LLW und den Korrekturwert dLLW' und gibt ein Signal LLW aus. Abhängig von diesem Signal LLW' wird der Leerlaufsteller 113 angesteuert. Dies ist durch einen Block 220 dargestellt, in den das Signal LLW' einge­ speist wird. Der Aufbau des Blocks 220 ist für die Erfindung nicht von Bedeutung und wird deshalb nicht näher beschrieben.

Weiterhin wird mit der Schaltung nach Fig. 2 das Luft/Kraftstoff­ verhältnis LK beeinflußt. Die Beeinflussung erfolgt mittels eines Korrekturwerts GK'. Ein Grundwert GK für den Korrekturwert GK' wird von einem Kennfeld 222 ausgegeben, in das die Drehzahl n und die Last L als Eingangsgrößen eingespeist werden. Der vom Kennfeld 222 ausgegebene Grundwert GK wird in einen ersten Eingang eines Ver­ knüpfungsblocks 224 eingespeist. Der zweite Eingang des Ver­ knüpfungsblocks 224 ist mit dem Ausgang des Blocks 204 verbunden, an dem der Gewichtsfaktor F3 bereitgestellt wird. Der Grundwert GK kann Werte zwischen 0 und 2 annehmen, wobei der Wert 1 bedeutet, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis LK nicht beeinflußt wird. Der Gewichtsfak­ tor F3 besitzt - ebenso wie die Gewichtsfaktoren F1 und F2 - einen Wert zwischen 0 und 1. Falls F3 den Wert 0 besitzt, gibt der Ver­ knüpfungsblock 224 unabhängig davon, welchen Wert der Grundwert GK besitzt, an seinem Ausgang den Wert 1 aus. Der Verknüpfungsblock 224 gibt generell einen Korrekturwert GK aus, der näher am Wert 1 liegt, als der am Eingang des Verknüpfungsblocks 224 anliegende Grundwert GK. Dies wird dadurch erreicht, daß im Verknüpfungsblock 224 die Abweichung des Grundwerts GK vom Wert 1 mit dem Gewichtsfak­ tor F3 skaliert wird. Mit anderen Worten, der Verknüpfungsblock 224 bildet die Differenz zwischen dem Grundwert GK und dem Wert 1, mul­ tipliziert diese Differenz mit dem Gewichtsfaktor F3 und addiert zum Ergebnis wieder den Wert 1 dazu. Das Ausgangssignal des Ver­ knüpfungsblocks 224 wird an einen ersten Eingang eines Ver­ knüpfungspunktes 226 weitergeleitet. In den zweiten Eingang des Ver­ knüpfungspunktes 226 wird ein von einem Block 228 erzeugter Vor­ steuerwert für das Luft/Kraftstoffverhältnis LK eingespeist. Der Verknüpfungspunkt 226 multipliziert den Vorsteuerwert mit dem Korrekturwert GK' und leitet ihn zur weiteren Verarbeitung an einen Block 230 weiter.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es weiterhin vorgesehen, daß der Block 204 über einen Schalter 232 eine in einem Block 234 realisierte Anti-Ruckel-Funktion zu bzw. abschaltet. An­ stelle der vollständigen Abschaltung der Anti-Ruckel-Funktion kann auch auf einen anderen Parametersatz umgeschaltet werden. Die Anti-Ruckel-Funktion soll Triebstrangschwingungen vermeiden, indem der Zündwinkel ZW bei schnellen Drehzahländerungen um einen bestimm­ ten Betrag verschoben wird. Bei einem positiven Drehzahlgradienten wird der Zündwinkel in Richtung spät, bei einem negativen Drehzahl­ gradienten in Richtung früh verstellt, um das Drehmoment gegenphasig zu der Schwingung zu erhöhen bzw. zu erniedrigen. Am Eingang des Blocks 234 liegt die Drehzahl n an. An seinem Ausgang stellt der Block 234 eine Zündwinkeländerung bereit, die über den Schalter 232 in den Block 210 eingespeist werden kann, wo sie zum korrigierten Zündwinkel ZW' addiert wird. Der Block 204 schließt den Schalter 232 nur dann, wenn der Gewichtsfaktor F1 klein gegen den Wert 1 ist. Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbildes wird anhand des Flußdiagramms der Fig. 3 erläutert.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Gewichtsfaktoren F1, F2 und F3. Das Flußdiagramm be­ ginnt mit einem Schritt 300, in dem festgestellt wird, ob die Brenn­ kraftmaschine 100 gestartet wird. Der Schritt 300 wird so lange wiederholt, bis die Abfrage des Schrittes 300 erfüllt ist. Dann schließt sich an Schritt 300 ein Schritt 302 an, in dem einer Variablen IL der Wert 0 zugewiesen wird. Die Variable IL repräsen­ tiert z. B. das Lastintegral, d. h. die seit Starten der Brennkraft­ maschine 100 aufintegrierte Last L. Weiterhin wird in Schritt 302 die Temperatur der Brennkraftmaschine 100 ermittelt und als Wert TBKMStart gespeichert. Auf Schritt 302 folgt ein Schritt 304. Im Schritt 304 wird ein Schwellwert ILMax für das Lastintegral IL er­ mittelt, bei dessen Erreichen der Durchlauf des Flußdiagramms been­ det wird. Der Schwellwert ILMax wird aus einer Kennlinie ausgelesen, die über der in Schritt 302 ermittelten Starttemperatur TBKMStart der Brennkraftmaschine 100 aufgespannt ist. Dies hat zur Folge, daß bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 100 das Ende des Flußdia­ gramms erst bei einem größeren Lastintegral IL erreicht wird als bei einem Warmstart. An Schritt 304 schließt sich ein Schritt 306 an. Im Schritt 306 wird das Lastintegral IL auf den Wert ILMax normiert, d. h. es wird ein relatives Lastintegral ILRel ermittelt, indem das Lastintegral IL durch den Schwellwert ILMax dividiert wird. An Schritt 306 schließt sich ein Schritt 308 an, in dem abgefragt wird, ob das relative Lastintegral ILRel kleiner oder gleich 1 ist, d. h. ob der Schwellwert ILMax noch nicht überschritten ist. Trifft die Abfrage zu, so schließt sich ein Schritt 310 an. Im Schritt 310 wer­ den die Gewichtsfaktoren F1, F2 und F3 aus Kennlinien ausgelesen, die jeweils vom relativen Lastintegral ILRel abhängen. Die so er­ mittelten Gewichtsfaktoren F1, F2 und F3 werden gemäß Fig. 2 dazu verwendet, festzulegen, wie stark sich die mit den Kennfeldern 200, 212 und 222 ermittelten Grundwerte dZW, dLLW und GK letztendlich auswirken. An Schritt 310 schließt sich ein Schritt 312 an, in dem das Lastintegral IL aktualisiert wird. Dies kann z. B. dadurch ge­ schehen, daß der aktuelle Wert von einem Integrator, der als Ein­ gangssignal die Last L erhält, übernommen wird. An Schritt 312 schließt sich wieder Schritt 306 an.

Ist die Abfrage des Schrittes 308 nicht erfüllt, d. h. das relative Lastintegral ILRel hat den Wert 1 überschritten, so ist der Durch­ lauf des Flußdiagramms beendet.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm für einen möglichen Verlauf einer Kenn­ linie, aus der in Schritt 310 der Fig. 3 einer der Gewichtsfakto­ ren, beispielsweise F1, in Abhängigkeit vom relativen Lastintegral ILRel ausgelesen wird. Auf der Abszisse ist das relative Lastinte­ gral ILRel aufgetragen und auf der Ordinate der Gewichtsfaktor F1. Der Kurvenverlauf steigt von einem Wert 0 für ein relatives Lastin­ tegral ILRel von 0 schnell auf einen Wert 1 an, bleibt dann eine Zeit lang konstant bei 1 und fällt schließlich langsam wieder auf einen Wert 0 ab für ein relatives Lastintegral ILRel von 1. In dem Bereich, in dem der Gewichtsfaktor F1 konstant gleich 1 ist, wirkt sich gemäß Fig. 2 der Grundwert dZW voll aus, d. h., der Korrektur­ wert dZW' ist gleich den Grundwert dZW. Für ein relatives Lastinte­ gral ILRel von 0 und für ein relatives Lastintegral ILRel größer 1 ist der Gewichtsfaktor F1 gleich 0, d. h. der Zündwinkel ZW wird durch den vom Kennfeld 200 ausgegebenen Grundwert dZW nicht beein­ flußt. Um zwischen den Bereichen der vollen Beeinflussung und der nicht vorhandenen Beeinflussung einen weichen Übergang zu erzeugen, wird der Gewichtsfaktor F1 über eine Rampe oder eine andere geeigne­ te Funktion von 0 auf 1 erhöht bzw. von 1 auf 0 erniedrigt.

Der weiche Übergang kann aber auch entfallen und durch einen stufen­ artigen Übergang zwischen 0 und 1 ersetzt werden, falls mit dem Ge­ wichtsfaktor ein Parameter beeinflußt werden soll, der keine Zwi­ schenwerte annehmen kann, sondern dazu dient, einen Schaltvorgang zu steuern, d. h., wenn der Parameter nur die beiden Zustände "ein" und "aus" repräsentiert. Ein solcher Schaltvorgang wäre beispielsweise das Ein- und Ausschalten der Sekundärluftpumpe 122. Die Sekundär­ luftpumpe 122 ist in der Regel ausgeschaltet und wird nur in be­ stimmten Betriebszuständen eingeschaltet. Das betriebszustandsab­ hängige Ein- und Ausschalten kann über einen Gewichtsfaktor ge­ steuert werden. Der Schaltvorgang kann mit dem Zündwinkeleingriff, dem Eingriff auf die Drosselklappe 108 bzw. den Leerlaufsteller 113 oder dem Eingriff in das Luft/Kraftstoff-Verhältnis koordiniert wer­ den. Der mit dem Gewichtsfaktor ausgelöste Schaltvorgang kann auch zum Ein- und Ausschalten eines Saugrohrheizelements, einer elektri­ schen Katalysatorheizung, eines Brenners zur Beheizung des Katalysa­ tors oder einer Abgasklappe usw. eingesetzt werden.

Fig. 5 zeigt die Auswirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Fahrpedalcharakteristik. Im Diagramm der Fig. 5 ist das Drehmo­ ment der Brennkraftmaschine 100 in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel α der Drosselklappe 108 aufgetragen. Sämtliche Kurven wurden bei einer konstanten Drehzahl von 1720 U/min aufgenommen. Die durchge­ zogene Linie zeigt die normale Fahrpedalcharakteristik, ohne daß ein Eingriff auf den Zündwinkel ZW oder auf den Leerlaufsteller 113 vor­ genommen wird. Die gestrichelte Kurve zeigt die Fahrpedalcharakteri­ stik für den Fall, daß der Zündwinkel ZW nach spät verschoben wurde, der Leerlaufsteller 113 jedoch nicht beeinflußt wurde. Bei niedrigen Öffnungswinkeln der Drosselklappe 108 - nur hier ist die Verschie­ bung des Zündwinkels ZW aktiv - liegt die gestrichelte Kurve deut­ lich unter der durchgezogenen Kurve, d. h. durch die Verschiebung des Zündwinkels ZW wurde die Fahrpedalcharakteristik stark verän­ dert. Bei der punktierten Kurve wurde zur Kompensierung der Ver­ schiebung des Zündwinkels ZW zusätzlich der erfindungsgemäße Ein­ griff auf den Leerlaufsteller 113 aktiviert mit dem Ergebnis, daß die ursprüngliche Fahrpedalcharakteristik (durchgezogene Linie) wie­ derhergestellt wird. Bei der strichpunktierten Kurve wurde zusätz­ lich zur Verschiebung des Zündwinkels ZW der Leerlaufsteller 113 voll geöffnet. Insgesamt kann der Fig. 5 entnommen werden, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich ist, eine Spätzündung und somit beispielsweise eine Aufheizung des Katalysators 116 durch­ zuführen, ohne die Fahrpedalcharakteristik nennenswert zu ändern.

In den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde durch eine ent­ sprechende Ansteuerung des Leerlaufstellers verhindert, daß sich ein Zündwinkeleingriff auf das Drehmoment auswirkt. Falls die Erfindung im Zusammenhang mit einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe eingesetzt wird, kann statt des Leerlaufstellers die Drosselklappe entsprechend angesteuert werden. Bei dieser Ausführungsform wird in das Kennfeld 212 statt des Signals für den Öffnungswinkel α der Drosselklappe 108 ein von einem Fahrpedalgeber erzeugtes Signal ein­ gespeist.

Die den Verknüpfungspunkten der Fig. 2 jeweils zugeordnete Ver­ knüpfungsarten - beispielsweise Addition oder Multiplikation - kön­ nen jeweils durch andere geeignete Verknüpfungsarten ersetzt werden. Die an der Verknüpfung beteiligten Signale sind dann entsprechend an die Verknüpfungsart anzupassen. Wird beispielsweise für den Ver­ knüpfungspunkt 202 die Verknüpfungsart Multiplikation gewählt, so ist für den Gewichtsfaktor F1 der Wert 1 vorzugeben, falls der Grundwert dZW nicht verändert werden soll. Bei der Verknüpfungsart Addition wäre unter den gleichen Bedingungen der Wert 0 für den Ge­ wichtsfaktor F1 vorzugeben.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Gewichtsfaktoren F1 und F2 identisch.

Es kann auch noch ein weiterer Gewichtsfaktor F4 im Zusammenhang mit einem separaten Eingriff in die Leerlaufdrehzahl vorgesehen werden. Der Eingriff in die Leerlaufdrehzahl besäße die gleiche Struktur wie die in Fig. 2 dargestellten Eingriffe in den Zündwinkel ZW, in den Öffnungswinkel LLW des Leerlaufstellers 113 und in das Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis LK. Der Gewichtsfaktor F4 würde mit einem ent­ sprechenden Grundwert zu einem Korrekturwert verknüpft werden und mit dem Korrekturwert würde der Sollwert für die Leerlaufdrehzahl beeinflußt werden. Im Gegensatz zum Korrekturwert dLLW' dient der Korrekturwert für die Leerlaufdrehzahl nicht dazu, den Einfluß des Korrekturwerts dZW' auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine 100 zu kompensieren, sondern dazu, die Leerlaufdrehzahl zu verändern.

Je nach Ausführungsform können die Grundwerte dZW, dLLW und/oder GK auch noch von weiteren Signalen abhängen, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 100 beschreiben. Ein solches Signal wäre bei­ spielsweise die Temperatur der Brennkraftmaschine 100.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung entfällt die Ge­ wichtung der Grundwerte dZW, dLLW und GK durch die Gewichtsfaktoren F1, F2 und F3. Bei dieser Ausführungsform findet die Gewichtung der Grundwerte abhängig vom Betriebszustand bereits bei der Erzeugung der Grundwerte durch die Kennfelder 200, 212 und 222 statt. Die Kennfelder sind dazu in ihrer Abhängigkeit entsprechend auszulegen. Insbesondere sind in den Kennfeldern die Betriebskenngrößen zu berücksichtigen, aus denen bei der Ausführungsform mit Gewichtung die Gewichtsfaktoren ermittelt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (100), wobei in bestimmten Betriebszuständen der Zündwinkel (ZW) und die von der Brennkraftmaschine (100) angesaugte Luft beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Signal für den Zündwinkel (ZW) mit einem ersten Korrekturwert (dZW') verknüpft wird und
ein Signal für die von der Brennkraftmaschine (100) angesaugte Luft (LLW) mit einem zweiten Korrekturwert (dLLW') verknüpft wird,
wobei der erste und der zweite Korrekturwert (dZW', dLLW') abhän­ gig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) vorgebbar oder gewichtbar sind und so aufeinander abgestimmt sind, daß mit dem zweiten Korrekturwert (dLLW') die Auswirkungen des ersten Korrektur­ werts (dZW') auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine (100) kompen­ siert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drit­ ter Korrekturwert (GK') vorgesehen ist zur Korrektur eines Signals für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LK).

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Korrekturwerte (dZW', dLLW', GK') erzeugt wer­ den, indem Grundwerte (dZW, dLLW, GK) mit je einem vorgebbaren Ge­ wichtsfaktor (F1, F2, F3) verknüpft werden, wobei die Gewichtsfakto­ ren (F1, F2) für den ersten und den zweiten Grundwert (dZW, dLLW) vorzugsweise identisch sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gewichtsfaktoren (F1, F2, F3) so vorgegeben werden, daß die Korrekturwerte (dZW', dLLW', GK') außerhalb der vor­ gebbaren Betriebszustände nicht wirksam sind und die Wirksamkeit der Korrekturwerte (dZW', dLLW', GK') zu Beginn der vorgebbahren Be­ triebszustände gemäß einer wählbaren Funktion zunimmt und gegen Ende der vorgebbaren Betriebszustände gemäß einer wählbaren Funktion ab­ nimmt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gewichtsfaktoren (F1, F2, F3) von wenigstens einer der Betriebskenngrößen Zeit, Anzahl der Kurbelwellenumdrehun­ gen, integrierte Last, integrierte Luftmasse, integrierte Kraft­ stoff-Einspritzmenge oder Katalysatortemperatur abhängen und/oder in Kennlinien in Abhängigkeit von der auf einen Schwellwert (ILMax) be­ zogenen Betriebskenngröße (ILRel) abgelegt sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert (ILMax) in Abhängigkeit von der Starttemperatur (TBKMStart) der Brennkraftmaschine (100) vorgebbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ab­ hängig von der auf den Schwellwert (ILMax) bezogenen Betriebskenn­ größe (ILRel) ein Schaltsignal für eine Sekundärluftpumpe (122), ein Saugrohrheizelement, eine elektrische Katalysatorheizung, einen Brenner zur Beheizung des Katalysators oder eine Abgasklappe erzeugt werden kann.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von der Brennkraftmaschine (100) angesaugte Luft mit einer Drosselklappe (108) im Ansaugsystem (102) oder mit einem Leerlauf-Steller (113), der in einem Umgehungskanal (112) zur Drosselklappe (108) angeordnet ist, beeinfußbar ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem der vorgebbaren Betriebszustände mit dem ersten Korrekturwert (dZW') der Zündwinkel (ZW) nach spät verschoben wird, um den Katalysator (116) im Abgaskanal (104) der Brennkraftma­ schine (100) schnell aufzuheizen und mit dem zweiten Korrekturwert (dLLW') bewirkt wird, daß die Drosselklappe (108) oder der Leer­ lauf-Steller (113) weiter geöffnet wird, so daß die Fahrpedalcharak­ teristik trotz Verschiebung des Zündwinkels (ZW) erhalten bleibt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste und gegebenenfalls der dritte Grundwert (dZW, GR) aus einem Rennfeld (200, 222) in Abhängigkeit von der Last (L) und der Drehzahl (n) ermittelt werden und der zweite Grundwert (dLLW) aus einem Kennfeld (212) in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel (α) der Drosselklappe (108) und der Drehzahl (n).

11. Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine (100), wobei in bestimmten Betriebszuständen der Zündwinkel (ZW) und die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft beeinflußt werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
erste Mittel (200) bereitgestellt werden zum Erzeugen eines ersten Grundwerts (dZW) für einen ersten Korrekturwert (dZW'),
zweite Mittel (212) zum Erzeugen eines zweiten Grundwerts (dLLW) für einen zweiten Korrekturwert (dLLW'),
dritte Mittel (206) zum Verknüpfen eines Signals für den Zündwin­ kel (ZW) mit dem ersten Korrekturwert (dZW'),
vierte Mittel (216) zum Verknüpfen eines Signals für die von der Brennkraftmaschine (100) angesaugte Luft (LLW) mit dem zweiten Korrekturwert (dLLW'),
wobei der Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) bei der Vorgabe der Grundwerte (dZW, dLLW) durch die ersten und zweiten Mit­ tel (200, 212) berücksichtigbar ist und die Korrekturwerte (dZW', dLLW') gleich den Grundwerten (dZW, dLLW) sind oder die Korrektur­ werte (dZW', dLLW') erzeugbar sind, indem die Grundwerte (dZW, dLLW) mit fünften Mitteln (204, 206, 216) abhängig vom Betriebszustand ge­ wichtet werden und
wobei der erste und der zweite Korrekturwert (dZW', dLLW') so auf­ einander abgestimmt sind, daß mit dem zweiten Korrekturwert (dLLW) die Auswirkungen des ersten Korrekturwerts (dZW') auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine (100) kompensiert werden.