DE4422117A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Zündzeitpunkteinstellung in Abhängigkeit von der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung während Kraftstoff-Exkursionen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Zündzeitpunkteinstellung in Abhängigkeit von der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung während Kraftstoff-Exkursionen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung der Zündzeitpunk­ teinstellung in Abhängigkeit von der Kraftstoff/Luft-Zusam­ mensetzung.
Verbrennungsmotoren wurden früher bekanntlich mit einer im wesentlichen konstanten Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung be­ trieben. Danach wurden Kraftstoff-Regeleinrichtungen ent­ wickelt, die auf einem oszillierenden Abgas-Sauerstoffsensor (EGO) basieren. Die Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung konnte zwar verändert werden, es resultierten jedoch daraus Drehmo­ mentschwankungen und ein verringerter Kraftstoffwirkungsgrad.
Als Teil der California Air Resources Board (CARB) On-Board Diagnostics (OBD-II) Bestimmungen muß die Möglichkeit der in­ ternen (on-board) Überwachung von verschiedenen Fahrzeugsen­ soren, wie z. B. der Abgas-Sauerstoffsensor, von den Fahrzeug­ herstellern seit dem Modelljahr 1994 vorgesehen sein. Kenn­ zeichnend dafür ist, daß die Messung während bestimmter sta­ tionärer Betriebszustände beendet wird, die während des Nor­ malbetriebs des Fahrzeugs auftreten. Während der Messung tritt die elektronische Regeleinrichtung des Fahrzeugs in einen Kraftstoff-Kontrollmodus ein, dessen Dauer mehr als 10 Sekunden beträgt. Während dieses Kraftstoff-Kontrollmodus verändert die Kontrolleinheit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zwischen einem "fetten" und einem "mageren" Verhältnis mit einer Frequenz, die höher als 1,5 Hz ist. Falls der Ausgang des EGO-Sensors nicht richtig auf das sich ändernde Luft/Kraftstoff-Verhältnis reagiert, wird eine Warneinrich­ tung, z. B. eine Warnlampe, angesteuert, die den Fahrzeug­ führer auf das Problem hinweist.
Unter der Voraussetzung, daß die Belastung des Motors, die Motordrehzahl und die Zündzeitpunkteinstellung im wesentli­ chen konstant gehalten werden, verändert sich das Drehmoment des Motors in Abhängigkeit von dem Luft/Kraftstoff-Verhält­ nis. Ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das geringfügig fetter als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis ist, führt zu einem größeren Drehmoment als ein Luft/Kraftstoff-Verhält­ nis, das geringfügig magerer als das stöchiometrische Ver­ hältnis ist. Folglich können Luft/Kraftstoff-Modulationen, wie sie für die OBD-II Teststrategie oder für die os­ zillierende Kraftstoffregelung erforderlich sind, Drehmoment­ schwankungen während der Testsequenz verursachen. Diese Dreh­ momentschwankungen führen zu Motorschwingungen, die von dem Fahrzeugführer bemerkt werden und beeinträchtigen das Fahr­ verhalten.
Bei Motoren mit mehreren Zylinderreihen, z. B. V6 und V8 Moto­ ren, die für jede Zylinderreihe einen separaten EGO-Sensor aufweisen, kann dieses Problem dadurch gelöst werden, daß die Luft/Kraftstoff-Modulation zwischen den Zylinderreihen um 180° phasenverschoben wird, insbesondere, wo jeder Zylinderreihe ein separater Katalysator zugeordnet ist. Beispielsweise wird die eine Zylinderreihe des V-Motors mit einem fetten Gemisch betrieben, während die andere Zylinderreihe mit einem mageren Gemisch betrieben wird. Der auf das magere Verhältnis zurück­ zuführende Drehmomentzuwachs wird dabei durch die auf das fette Verhältnis zurückzuführende Drehmomentabnahme kompen­ siert. Diese Phasenverschiebung um 180° ist bei Motoren mit einer Zylinderreihe, z. B. 4- oder 6-Zylinder-Reihenmotoren, die einen einzigen EGO-Sensor aufweisen, nicht möglich.
Die bekannten elektronischen Motorregeleinrichtungen stellen den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von verschiedenen Größen ein, z. B. in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, dem Unter­ druck im Ansaugrohr, der mittleren Kraftstoff/Luft-Zusammen­ setzung sowie der Betriebstemperatur und verändern die Kraft­ stoff/Luft-Zusamensetzung im Bereich der Stöchometrie. Obwohl der Zündzeitpunkt derart eingestellt ist, daß das Drehmoment des Motors und damit der Kraftstoffwirkungsgrad optimiert ist, wird die Zündzeitpunkteinstellung bei der gegenwärtigen Praxis nicht in Abhängigkeit von der momentanen Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzung geregelt. Die Kraftstoff/Luft-Zu­ sammensetzung wird hier als ein dimensionsloses Maß der ent­ sprechenden Zusammensetzung von Kraftstoff und Luft in einem bestimmten homogenen Volumen definiert. Sie wird öfters auch unter folgenden Begriffen zusammengefaßt: Luft/Kraftstoff- Verhältnis, Kraftstoff/Luft-Verhältnis, relatives Luft/Kraftstoff-Verhältnis (lambda), Äquivalenz-Verhältnis (FR) und Redox-Potential.
Folglich wird ein Verfahren zur Motorregelung benötigt, mit dem sich Drehmomentschwankungen während der erzwungenen Kraftstoff-Exkursionen (fuel excursions) insbesondere bei Mo­ torkonfigurationen mit nur einem einzigen Sensor kontrollie­ ren lassen. Ferner wird ein Motorregelverfahren zur Regelung der Zündzeitpunktverstellung auf der Basis der momentanen Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung benötigt, um eine optimale Motorleitung zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren oder eine Vorrichtung zur sofortigen Regelung der Zündzeitpunkt­ verstellung auf der Basis der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung während der Kraftstoff-Exkursionen bereitzustellen, um den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen oder das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Drehmomentschwankungen während der Luft/Kraftstoff-Exkursionen bei einem Motor mit einem einzigen EGO-Sensor bereitzustellen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Pa­ tentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren für Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor, der eine elektronische Kraftstoff- und Zündregeleinrichtung aufweist, vorgesehen, um die Zündzeit­ punktverstellung während der alternierenden fetten und mage­ ren Exkursionen der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung zu re­ geln. Das Verfahren umfaßt die sofortige Reduzierung der Vor­ zündung während einer Exkursion mit einer fetten Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzung und eine sofortige Vergrößerung der Vorzündung während einer Exkursion mit einer mageren Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung. Die Vorzündung wird derart reduziert und vergrößert, daß der Motor derart geregelt wird, daß der Wirkungsgrad des Motors erhöht und/oder das Fahrver­ halten des Fahrzeugs dadurch verbessert wird, daß die Drehmo­ mentschwankungen des Motors reduziert werden, die auf die al­ ternierenden Exkursionen mit fetter und magerer Kraft­ stoff/Luftzusammensetzung zurückzuführen sind. Bei einer be­ vorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Betrag der Zündvorverstellung durch nicht-lineare Funktionen festgelegt, die Drehmomentverhältnisse, Luft/Kraftstoff-Verhältnisse und Vorzündung zueinander in Beziehung setzen. Ferner sind Vor­ richtungen zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen.
Aus der Erfindung ergeben sich zahlreiche Vorteile. So kann z. B. durch die gezielte Regelung der Vorzündung eine optimale Leistungsfähigkeit des Motors erreicht werden, und die Dreh­ momentschwankungen während der Kraftstoff-Exkursionen können entscheidend verringert werden, ohne daß dies wesentliche Auswirkungen auf die Emissionen hätte. Dadurch wird das Fahr­ verhalten eines Motors mit einer Zylinderreihe z. B. während der OBD-II Test-Sequenzen verbessert.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Regeleinrichtung, die bei der Erfindung Verwendung findet,
Fig. 2 eine grafische Darstellung des relativen Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses, der Zündzeitpunktverstel­ lung und des zur Verfügung stehenden Drehmomentes ohne Modulation der Zündung,
Fig. 3 eine grafische Darstellung des relativen Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses, der Zündzeitpunktverstel­ lung und des zur Verfügung stehenden Drehmomentes mit der Modulation der Zündung gemäß der Erfindung,
Fig. 4 eine grafische Darstellung eines Drehmomentverhält­ nisses als Funktion der Zündzeitpunktverschiebung von dem Wert, der für das größtmögliche Drehmoment für minimale Vorzündung (MBT) erforderlich ist,
Fig. 5 die in Fig. 4 gezeigte Funktion in negativer rezi­ proker Darstellung,
Fig. 6 eine grafische Darstellung, die das indizierte Drehmoment bei einem bestimmten Luft/Kraftstoff- Verhältnis als Funktion des indizierten Drehmomen­ tes bei stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhält­ nis zeigt,
Fig. 7 und 8 Flußdiagramme, die das erfindungsgemäße Verfahren zur Minimierung der Drehmomentschwankungen be­ schreiben,
Fig. 9a und 9b grafische Darstellungen des relativen Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses (Kraftstoff-Exkursionen) und der entsprechenden Zündpunktverstellung jeweils basierend auf dem relativen Kraftstoff/Luft-Ver­ hältnis,
Fig. 10 eine grafische Darstellung, die die Zündpunktver­ stellung als Funktion des relativen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (LAMBSE) zeigt und
Fig. 11 eine grafische Darstellung, die den Leistungsver­ lust zeigt, wenn die Zündzeitpunkteinstellung ver­ stellt wird, ausgehend von der minimalen Vorzündung für das größtmögliche Drehmoment.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, werden dem Motor 12 Luft und Kraftstoff zugeführt. Der Motor 12 weist einen Drehzahlaus­ gang (RPM) und einen mit einem Getriebe 14 in Verbindung ste­ henden Drehmomentausgang auf. Der Motor 12 und das Getriebe 14 sind an einer elektronischen Regeleinrichtung (Electronic Control Module, ECM) 16 angeschlossen. Der Motor ist bei ei­ ner bevorzugten Ausführungsform ein Motor mit einer Zylinder­ reihe, z. B. ein 4-Zylinder-Motor oder ein 6-Zylinder-Reihen­ motor. Im Hinblick auf die sich auf die OBD-II Test-Sequenzen beziehenden Ausführungen kann jede Zylindergruppe, die sich einen Sauerstoffsensor teilt, als eine Zylinderreihe angese­ hen werden. Die Regeleinrichtung 16 erhält vorzugsweise von einer Vielzahl von Sensoren, die aus Gründen der Übersicht­ lichkeit nicht dargestellt sind, den Betrieb des Motors und des Getriebes betreffende Daten. Der Motor 12 weist Sensoren auf z. B. zur Messung des Sauerstoffs im Abgas, der Motordreh­ zahl, der Temperatur, des Luft-Massen-Stroms, um nur einige zu nennen. Mit diesen Daten führt die Regeleinrichtung 16 folglich ein Verfahren zur Regelung des Motorbetriebs aus, das das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Drehmo­ mentschwankungen umfaßt.
Das erfindungsgemäße Regelverfahren wird in Übereinstimmung mit den OBD-II Bestimmungen durchgeführt. Es sei bemerkt, daß es außer dem EGO-Sensor Test noch verschiedene andere Gründe für die Kraftstoff/Luft-Exkursionen und noch verschiedene an­ dere Ursachen für Drehmomentschwankungen während der Motorre­ gelung gibt; das erfindungsgemäße Verfahren findet aber auch dort gleichermaßen Verwendung. Diese Bestimmungen verlangen - wie Fachleuten bekannt ist - den Test der Betriebsbedingungen des Abgas-Sauerstoffsensors. Die OBD-II Test-Sequenz besteht in der Auferlegung von vielen alternierenden, erzwungenen Kraftstoff-Exkursionen, wodurch alternierende "fette" und "magere" Luft/Kraftstoff-Verhältnisse auferlegt werden.
Die in Fig. 2 dargestellten Funktionen zeigen die Auswirkun­ gen der erzwungenen Kraftstoff-Exkursionen auf das zur Verfü­ gung stehende Motordrehmoment. Die Kraftstoff-Einspritzdüsen werden vorzugsweise entsprechend der in Fig. 2 gezeigten Kur­ venform des relativen Kraftstoff/Luft-Verhältnisses betrie­ ben. Die Kurvenform wird von einem Luft/Kraftstoff-Modula­ tionssystem mit einer Rückführung (closed-loop) erhalten, das im einzelnen in der gleichzeitig unter Inanspruchnahme der Priorität der US-Patantanmeldung 08/088296 vom 6. Juli 1993 eingereichten Patentanmeldung beschrieben ist, auf die aus­ drücklich Bezug genommen wird. Fig. 2 zeigt, daß durch die Veränderung des relativen Kraftstoff/Luft-Verhältnisses sich das Verhältnis zwischen einem fetten und einem mageren Ver­ hältnis verändert. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Verhältnis mit einer Frequenz von 1,5 bis 2 Hz verändert.
Eine Methode besteht darin, die Injektionsdüsen entsprechend dem Impulsbreitensignal anzusteuern, wobei die Zündzeit­ punkteinstellung weitgehend konstant gehalten (z. B. Vorzün­ dung) und auf einen bestimmten Winkel vor dem oberen Totpunkt (Before Top Dead Center, BTDC) eingestellt wird. Wenn die Be­ lastung des Motors, die Motordrehzahl und die Zündzeit­ punkteinstellung weitgehend konstant gehalten werden, verän­ dert sich das Drehmoment des Motors in Abhängigkeit von der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung. Eine Kraftstoff/Luft-Zusam­ mensetzung größer als die stöchiometrische Luft/Kraftstoff- Zusammensetzung führt zu einem größeren Drehmoment als eine Luft/Kraftstoff-Zusammensetzung, die kleiner als die stöchio­ metrische Luft/Kraftstoff-Zusammensetzung ist. Die relativ hochfrequenten Schwingungen verursachen Drehmomentschwankun­ gen des Motors während der Test-Sequenz, die das Fahrverhal­ ten beeinflussen. Das zur Verfügung stehende Drehmoment eines Motors mit einer Zylinderreihe, der mit einer Kraft­ stoff/Luft-Modulation bei konstanter Zündzeitpunkteinstellung betrieben wird, oszilliert höher und niedriger als das mitt­ lere Motordrehmoment bei stationärem Betriebszustand während des Normalbetriebs des Motors (TRQSS) und als das mittlere Drehmoment während des OBD-II Tests (TRQTST).
In Fig. 3 zeigen drei Funktionen, welche denen von Fig. 2 ähnlich sind, die Auswirkungen der erzwungenen Kraftstoff-Ex­ kursionen auf das zur Verfügung stehende Motordrehmoment, wenn der Motor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geregelt wird. Die Einspritzdüsen werden vorzugsweise entsprechend der gezeigten Kurvenform der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung be­ trieben, welche - wie bereits dargelegt wurde - von dem oben beschriebenen Luft/Kraftstoff-Modulationssystem mit einer Rückführung (closed-loop) erhalten wird.
Gemäß der Erfindung werden die Einspritzdüsen entsprechend dem Signal mit der Frequenz von 1,5 bis 2,0 Hz betrieben, während der Zündzeitpunkt gleichzeitig verändert wird. Um die Drehmomentschwankungen während der Kraftstoff/Luft-Modulation zu verändern, wird die Zündzeitpunkteinstellung sofort wäh­ rend der fetten Exkursionen in Richtung Nachzündung und wäh­ rend der mageren Exkursionen in Richtung Vorzündung ver­ stellt. Fig. 3 zeigt, daß das zur Verfügung stehende Drehmo­ ment eines Motors mit einer Zylinderreihe, bei dem die Kraft­ stoff/Luft-Modulation mit der bevorzugten variablen Zündzeit­ punkteinstellung Verwendung findet, bemerkenswert konstant bleibt und nicht oberhalb und unterhalb des mittleren Motor­ drehmomentes im stationären Zustand während des Normalbe­ triebs (TRQSS) und des mittleren Motordrehmomentes während des OBD-II Tests (TRQTST) oszilliert. Daher ist der Fahrzeug­ führer nicht wie bei der Methode von Fig. 2 einem taumelnden und schwankenden Gefühl ausgesetzt.
Im folgenden wird ein Verzeichnis der Abkürzungen der in der Beschreibung fortlaufend verwendeten Begriffe angegeben:
AMP_MULT = Multipliziereinrichtung zur Erzeugung ei­ ner Kurvenform für die Kraftstoff/Luft- Zusammensetzung zur Sauerstoffsensor-Stö­ rungsdetektion.
Standardwert = 0,1
INV_ITQSPKMUL = eine Tabelle von in einem nicht leistungs­ abhängigen Speicher gespeicherten Werten, die den Betrag der Nachzündung von MTB an­ geben, welcher für ein bestimmtes Verhält­ nis des indizierten Drehmomentes bei einer bestimmten Vorzündung zu dem indizierten Drehmoment bei einer Nachzündung von 0, oder MBT, erforderlich ist. Dies ist der negative Reziprokwert von ITQSPKMUL (Fig. 5).
ITQAFMUL = eine Tabelle von in einem nicht leistungs­ abhängigen Speicher gespeicherten Werten, die das Verhältnis von dem indizierten Drehmoment bei einem vorgegebenen LAMBSE zu dem indizierten Drehmoment bei stöchio­ metrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (d. h. LAMBSE gleich 1,0) angibt.
ITQLEAN = ITQAFMUL @ LAMLEAN
ITQRICH = ITQAFMUL @ LAMRICH
ITQROA = ein nicht leistungsabhängiger Speicher skalar gleich dem erforderlichen Bestim­ mungsbereich der indizierten Drehmoment­ schwankungen mit den Werten LAMRICH und LALEAN. Es wird angenommen, daß ein fet­ tes Luft/Kraftstoff-Verhältnis im wesent­ lichen nicht fetter als das magere Ver­ hältnis für das größtmögliche Drehmoment ist. Dieser Wert wird extern (off-board) als eine Funktion von anderen Werten be­ rechnet.
ITQROACUR = ITQAFMUL bei laufendem LAMBSE
ITQROASTEP = ein Skalar, der die Schrittbreite des in­ dizierten Drehmoments in aufeinanderfol­ genden Schleifen angibt, die ein normaler Fahrzeugführer nicht bemerkt.
Standardwert = 0,005 (d. h. 0,5%). ITQSPKMUL = eine Tabelle von in einem nicht leitungs­ abhängigen Speicher gespeicherten Werten, die ein Verhältnis des Drehmoments bei ei­ ner bestimmten Vorzündung und das indi­ zierte Drehmoment bei MBT Zündung zu einer vorgegebenen Zündung (d. h. der in Fig. 4 dargestellte Abstand von der MBT Zündung) angibt.
LAMBSE = das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis geteilt durch das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (ca. 14,6 : 1 für U.S. Benzin).
LAM_MOD_FLG = eine Variable, die auf den Wert 1,0 ge­ setzt wird, wenn das Fahrzeug sich in ei­ nem relativ stationären Zustand befinden soll, in dem der OBD-II Test ausgeführt werden kann.
LAMLEAN = das magerste Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das während des OBD-II Tests benötigt wird.
LAMRICH = das fetteste Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das während des OBD-II Tests benötigt wird.
SAFTOT_NORM = der Wert einer geeigneten Zündzeit­ punkteinstellung für die laufende Motor­ drehzahl , LOAD (eine Angabe der Höhe des Motordrehmomentes), LAMBSE und für andere der Regeleinrichtung bekannte Variablen, die benötigt werden, wenn nicht in einem Sauerstoffsensor-Störerkennungsmodus gear­ beitet wird. Für das nachfolgende Beispiel sei SAFTOT_NORM=20 angenommen.
SPKDEL_NORM = SPKMBT - SAFTOT_NORM
SPKMBT = der Wert der MBT Zündung für die momentane Motordrehzahl, LOAD, LAMBSE und für andere der Steuereinrichtung bekannte Variablen. Für das nachfolgende Beispiel sei SPKMBT = 22 angenommen.
Im folgenden wird auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen. Die Erfindung macht von einem Paar von mit ITQSPKMUL bzw. INV_ITQSPKMUL bezeichneten Funktionen Gebrauch, die einen ge­ genüber der MBT Zündung verschobenen oder nachverstellten Zündzeitpunkt und ein Drehmomentverhältnis wiedergeben. Diese Beziehung erlaubt es, die Drehmomentschwankungen des Motors mit einer auf einem Drehmomentverhältnis basierenden Berech­ nung zu kompensieren, welche auf die Veränderung der Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzung zurückzuführen sind. Dies erlaubt wiederum eine direkte Berechnung der erforderlichen Einstel­ lung der Vorzündung. Es sei angenommen, daß die Veränderung der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung, auf die hier Bezug ge­ nommen wird, nicht nur erzwungene Kraftstoff-Exkursionen ent­ sprechend der OBB-II Testsequenzen, sondern auch Kraftstoff- Exkursionen umfaßt, die sich während des Fahrzeugbetriebs aus einer normalen Motorregelung mit einer geschlossenen Schleife (closed-loop) ergeben.
Das Verfahren basiert vorzugsweise auf aktuellen Aufzeich­ nungsdaten, die in einem Kalibrierungsvorgang gewonnen wurden mit den Daten, die in der nachfolgend angegebenen Tabelle I eingetragen wurden, welche vorzugsweise in einem nicht lei­ stungsabhängigen Speicher (z. B. ein ROM oder ähnliche Spei­ cher) der Regeleinrichtung 16 gespeichert werden.
Grad
Drehmomentverhältnis
0
1,00
2 0,995
5 0,990
8 0,980
10 0,960
13 0,935
15 0,910
20 0,840
26 0,700
In Fig. 4 ist auf der horizontalen Achse der Betrag aufgetra­ gen, um den der Zündzeitpunkt gegenüber der MBT Zündung in Richtung Nachzündung verschoben ist. Dieser wird in Kurbel­ wellen-Grad (°) gemessen. Auf der vertikalen Achse ist das Verhältnis zwischen dem vom Motor zur Verfügung gestellten Drehmoment bei einer bestimmten Vorzündung und dem Drehmoment des Motors aufgetragen, das der Motor liefert, wenn dieser mit MBT Zündung arbeitet. Mit anderen Worten, wenn der Motor mit einer MBT Zündung arbeitet, ist das Drehmomentverhältnis 1,0, und wenn der Betriebspunkt gegenüber der MBT Zündung nachverstellt wird, ist das resultierende Verhältnis ein di­ mensionsloser Bruch, z. B. 0,8 oder 0,9.
Die in Tabelle I gezeigten Tabellenwerte der Zün­ dungs/Drehmoment-Funktionen werden aus aufgezeichneten Motor­ daten gewonnen und stellen typische Zahlen für eine vorgege­ bene Motorbauart dar. Um diese Zahlen zu gewinnen, wurde z. B. ein Motor bei einer gewünschten Motordrehzahl und einer be­ stimmten Luftmenge (d. h. Last) betrieben, und die Vorzündung wurde auf SPKMBT eingestellt. Das Bremsmoment und das Rei­ bungsmoment wurden bei diesen Anfangsbedingungen überwacht und aufgenommen. Daraufhin wurde der Wert der Vorzündung auf einen bestimmten Betrag in Richtung Nachzündung verstellt (SPKX), z. B. fünf Grad (5°), und das Bremsmoment und das Rei­ bungsmoment wurden wieder überwacht und aufgezeichnet. Dieser Vorgang wurde mehrmals durchgeführt, um die in Tabelle I auf­ geführten Daten zu erhalten.
Es sei bemerkt, daß das indizierte Drehmoment eine Kombina­ tion des Bremsmomentes und des Reibungsmomentes ist. Aus den indizierten Drehmomentwerten kann das Drehmomentverhältnis TR wie folgt berechnet werden:
TR = (T @ SPKX)/(T @ SPKMBT).
Fig. 5 zeigt eine weitere als INV_ITQSPKMUL bezeichnete Funk­ tion, die sich ebenfalls auf das Zünd- und Drehmomentverhält­ nis bezieht. Es ist ersichtlich, daß die in Fig. 5 gezeigte Funktion eine negative Umkehrung der in Fig. 4 gezeigten Funktion ist. Eine Tabelle mit Werten, die nachfolgend in Ta­ belle II angegeben sind, welche INV_ITQSPKMUL repräsentiert, wird auf die gleiche Weise in einem nicht leistungsabhängigen Speicher der Regeleinrichtung 16 gespeichert:
Grad
Drehmomentverhältnis
0
1,00
- 2 0,995
- 5 0,990
- 8 0,980
-10 0,960
-13 0,935
-15 0,910
-20 0,840
-26 0,700
Fig. 6 zeigt eine als ITQAFMUL bezeichnete Funktion, die das indizierte Drehmoment bei einem vorgegebenen LAMBSE als Funk­ tion der indizierten Leistung bei stöchiometrischer Luft/Kraftstoff-Zusammensetzung wiedergibt. Eine Werteta­ belle, die nachfolgend als Tabelle III wiedergegeben ist, stellt ITQAFMUL dar und ist in einem nicht leistungsabhängi­ gen Speicher der Regeleinrichtung 16 gespeichert:
Lambse
Drehmomentverhältnis
0,62
0,930
0,76 0,980
0,90 1,015
1,00 1,000
1,05 0,975
1,10 0,950
1,23 0,860
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Regelung der Drehmomentschwankungen im einzelnen wiedergibt. In Schritt 40 initialisiert die Regeleinrichtung 16 Variablen auf vorgegebene Werte beim Motorstart. In Schritt 42 sammelt die Regeleinrichtung 16 Informationen von verschiedenen Sensoren, beispielsweise die Drehzahl, Bela­ stungs- und Temperaturdaten und bestimmt, ob die Betriebsbe­ dingungen des Motors für die EGO-Sensor Störungsdetektion entsprechend den OBD-II Vorschriften geeignet sind oder nicht geeignet sind. Wenn die Bedingungen einen Test erlauben, wird LAM_MOD_FLG auf den Wert 1,0 gesetzt.
In Schritt 44 testet die Regeleinrichtung den Wert von LAM_MOD_FLG. Falls der Sensor-Test durchgeführt werden kann (d. h. Flag = 1), prüft die Regeleinrichtung in Schritt 46, ob der indizierte Drehmomentbestimmungsbereich ITQROACUR größer als der ROM Skalar ITQROA ist. Ein Beispiel für die Bestim­ mung des ROM Skalars ITQROA wird nachfolgend angegeben:
LAMRICH = 1 - AMPMULT|[1,0-0,1=0,9]
ITQRICH = ITQAFMUL(LAMRICH) [1,015]
LAMLEAN = 1 + AMPMULT [1,0+0,1=1,1]
ITQLEAN = ITQAFMUL(LAMLEAN) [0,95]
ITQROA = 1 - (ITQRICH-ITQLEAN) [1 - (1,015-0,95)=0,935]
Falls ITQROACUR größer als der ROM Skalar ITQROA ist, wird in Schritt 48 die erforderliche Vorpositionszündung (pre-posi­ tion spark) bestimmt. Schritt 50 wird vorzugsweise in schnel­ len Schritten derart wiederholt, daß der gewollte Drehmoment­ bereich ITQROACUR durch ITQROASTEP bis zu ITQROA in einer Schrittweite dekrementiert wird, die von dem Fahrer nicht be­ merkt wird. Dies kann algebraisch wie folgt ausgedrückt wer­ den:
ITQROACUR = ITQROACUR - ITQROASTEP.
Unter Bezugnahme auf das obige Beispiel hat ITQROACUR nach dem ersten Durchgang einen Wert von 1,0 - 0,005 = 0,995. Diese Dekrementierung wird fortgesetzt, bis ITQROACUR auf den Wert von ITQROA dekrementiert ist (d. h. 0,065). Auf diese Weise hat ITQROACUR nach dem letzten Durchgang einen Wert von 0,940 - 0,005 = 0,935.
In Schritt 52 von Fig. 7 springt der Kontrollablauf zu einer Routine, um eine geeignete Zündzeitpunktvorverstellung zu be­ rechnen. Schritt 52 wird vorzugsweise in schneller Aufeinan­ derfolge durchgeführt, so daß die Vorpositionszündung geglät­ tet oder stufenweise in Phasen eingeteilt und vom Fahrzeug­ führer nicht bemerkt wird. Selbst wenn das von dem Motor ge­ lieferte Drehmoment bei jedem Vorpositionsschritt verringert wird, ist die Abnahme gering und kann durch einige andere ge­ eignete Maßnahmen, z. B. durch die Veränderung der Luftmenge, ausgeglichen werden. Dieses Verfahren schafft daher eine Art Drehmomentreserve, von der aus weitere Einstellungen gemacht werden, um die Drehmomentschwankungen sofort auszugleichen, die sich aus den Kraftstoff-Exkursionen ergeben.
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm, das die Schritte der Zündbe­ rechnungsroutine im einzelnen wiedergibt, die die Zündzeit­ punktvorverstellung bewirkt. Eine Eingabe in diese Routine wird durch die Variable ITQ_RATIO_REQ dargestellt. Wenn diese Variable einen Wert von 1,0 hat, wird das maximale Drehmoment gefordert. Jeder Wert kleiner als 1,0 entspricht einer Vor­ gabe eines Teildrehmomentes mittels Nachzündung.
In Schritt 80 von Fig. 8 berechnet die Regeleinrichtung 16 das indizierte Drehmomentverhältnis bei laufender Vorzündung, wobei von der ITQSPKMUL Funktion von Fig. 4 wie folgt Ge­ brauch gemacht wird:
SPKDEL_NORM = SPKMBT - SAFTOT_NORM
ITQSPKMUL_NORM = ITQSPKMUL(SPKDEL_NORM).
Das Gesamtdrehmomentverhältnis in Abhängigkeit von SPKMBT wird in Schritt 82 berechnet, in dem das geforderte Drehmo­ mentverhältnis von dem bei laufender Vorzündung indizierten Drehmomentverhältnis subtrahiert wird:
ITQSPKMUL_TOT = ITQSPKMUL_NORM - ITQ_RATIO_REQ.
In Schritt 84 bestimmt die Regeleinrichtung den Betrag der Zündzeitpunktvorverstellung, d. h. den Winkel zwischen der Nachzündung und SPKMBT, in Übereinstimmung mit dem Gesamt­ drehmomentverhältnis durch die Eingabe von ITQSPKMUL_TOT in die in Fig. 4 gezeigte INV_ITQSPKMUL Funktion. Der alge­ braische Ausdruck lautet:
SPKDEL_TOT = ITQSPKMUL_INV(ITQSPKMUL_TOT).
Alles was übrigbleibt ist noch die Umwandlung dieser Einstel­ lung in die aktuelle Vorzündung:
SAFTOT = SPKMBT + SPKDEL_TOT
und folglich die Einstellung der Zündzeitpunkteinstellung in Schritt 86, wodurch das von dem Motor gelieferte Drehmoment verändert wird.
Im folgenden wird wieder auf Fig. 7 Bezug genommen. Wenn das Ergebnis in Schritt 44 negativ ist, soll der OBD-II Sensor- Test nicht ausgeführt werden, und der Kontrollablauf geht zu Schritt 58 über. In Schritt 58 bestimmt die Regeleinrichtung 16, ob der laufende Wert des indizierten Drehmomentbestim­ mungsbereichs (ITQROACUR) kleiner als ITQROA ist oder nicht. Wenn der Wert kleiner ist, geht die Zündung zu einem normalen Schema über. Folglich wird der laufende Wert des indizierten Drehmomentbestimmungsbereichs bis ITQROA schrittweise um einen Betrag erhöht, der gleich der Variablen ITQROASTEP ist:
ITQROACUR = ITQROACUR + ITQROASTEP.
Dieser Prozeß wird vorzugsweise fortlaufend durchgeführt, so daß die Modifikation der Zündung vom Fahrzeugführer weitge­ hend unbemerkt bleibt. In Schritt 62 wird die Zündberech­ nungsroutine von Fig. 8, wie im einzelnen oben beschrieben wurde, aufgerufen und ausgeführt, um die aktuelle Zündzeit­ punktverstellung festzulegen. In diesem Fall hat die Eingabe in die Zündberechnungsroutine ITQ_RATIO_REQ den Wert von ITQROACUR.
Wenn das Ergebnis des Vergleichs in Schritt 46 negativ ist, springt der Kontrollablauf zu Schritt 64, wo die Regelein­ richtung den OBD-II Test durchführt und deshalb die erzwunge­ nen Kraftstoff-Exkursionen beginnt. Zu diesem Zeitpunkt wird die in Fig. 3 dargestellte Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung erzeugt, und die Einspritzdüsen werden entsprechend der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung angesteuert, um einen ausge­ fallenen Sauerstoffsensor zu detektieren.
Die Verwirklichung dieser Einspritzdüsen-Impulsbreite resul­ tiert in fetten und mageren Luft/Kraftstoff-Exkursionen, wel­ che wiederum zu Schwankungen von LAMBSE führen, da dessen Wert von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis abhängig ist. Die Zündzeitpunkteinstellung ist für jeden vorgegebenen Wert von LAMBSE so eingestellt, daß das indizierte Drehmoment nicht Schwankungen unterworfen ist. Es sei angenommen, daß LAMBSE beispielsweise gleich 1,05 und SAFTOT gleich 9 ist. In Schritt 66 wird der erwartete Wechsel des indizierten Drehmo­ mentes in Abhängigkeit von LAMBSE algebraisch wie folgt aus­ gedrückt:
ITQAFMUL = ITQAFMUL(LAMBSE).
Wie die obige Tabelle III und Fig. 6 zeigt, ist ITQAFMUL (1,05) = 0,975. Die erforderliche Drehmomentkorrek­ tur, die als ein Verhältnis ausgedrückt wird, berechnet sich wie folgt:
ITQSPKMUL = [1/ITQAFMUL]*ITQROA.
In Fortführung des Beispiels ist die erforderliche Drehmo­ mentkorrektur [1/0,935]*0,935 = 0,958. Der Kontrollablauf springt nun zu Schritt 52, wo die Zündberechnungsroutine von Fig. 8 aufgerufen wird. In diesem Fall wird die Eingabe zu der Zündberechnungsroutine ITQ_RATIO_REQ auf den Wert 0,958 festgesetzt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde er­ kannt, daß die optimale Zündzeitpunkteinstellung von der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung abhängt. Eine Einstellung des Zündzeitpunktes entsprechend diesem optimalen Verhältnis führt daher zu einer optimalen Motorleistung. Bei dieser Aus­ führungsform wird die Zündzeitpunkteinstellung deshalb nicht in Abhängigkeit von der mittleren Kraftstoff/Luft-Zusammen­ setzung entsprechend dem Stand der Technik geregelt, sondern in Abhängigkeit von dem momentanen Kraftstoff/Luft-Verhältnis derart, daß ein höheres und stabileres Ausgangsdrehmoment er­ reicht wird als bei einer Zündzeitpunkteinstellung, die in Abhängigkeit von der mittleren Kraftstoff/Luft-Zusammen­ setzung erfolgt. Es sei z. B. eine Kraftstoffregeleinrichtung angenommen, die die Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung mit einer Sägezahn-Modulationsamplitude von +/-5% der stöchiometri­ schen Kraftstoffrate verändert. Wenn andere Faktoren, die die optimale Zündzeitpunkteinstellung beeinflussen, im wesentli­ chen konstant gehalten werden, verändert sich die optimale Zündzeitpunkteinstellung mit derselben Periodizität wie die Kraftstoffrate. Eine geeignete Veränderung der Zündzeitpunkt­ einstellung mit dieser Periodizität optimiert daher die Mo­ torleistung und verringert die Drehmomentschwankungen. Dieses Verfahren ist in den Fig. 9a und 9b gezeigt, die das erfin­ dungsgemäße Verfahren zur Regelung der Zündzeitpunkteinstel­ lung und die Beziehung zwischen den Kraftstoff-Exkursionen und der Zündverstellung veranschaulichen.
Es sei angenommen, daß der eingespritzte Kraftstoff und die durch die Eintrittsöffnung strömende Luft zu einer beabsich­ tigten in dem Zylinder eingeschlossen Kraftstoff/Luft-Zusam­ mensetzung mit einem bestimmten Verhältniswert führt. Restgas mit einem anderen Verhältnis wird mit der frischen Füllung vermischt. Hier wird auf die Zusammensetzung der frischen Füllung und nicht auf die Zusammensetzung einer Mischung aus einer frischen Füllung und einer Restfüllung Bezug genommen. Die tatsächliche Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung der frischen Füllung kann geschätzt werden. Diese ist im allgemeinen von der beabsichtigten Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung verschie­ den. Zur Vereinfachung macht die Erfindung von der beabsich­ tigten Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung Gebrauch (LAMBSE), die der tätsächlichen Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung am nächsten kommt. Der Gebrauch der beabsichtigten Kraftstoff/Luft-Zusam­ mensetzung ist insofern vorteilhaft, als daß die Effekte weitgehend vermieden werden, die als transient/dynamischer Kraftstoffausgleich bekannt sind. Dies kann wie folgt mathe­ matisch ausgedrückt werden:
SAF := SAFstoich + fa(LAMBSE)
wobei SAF die Zündzeitpunkteinstellung und fa eine Funktion zur Bestimmung des Zündaddierers (Zündpunktvorverstellung) SPARK_ADJUST basierend auf LAMBSE (d. h. das beabsichtigte re­ lative Luft/Kraftstoff-Verhältnis) ist. Die Funktion fa gibt die MBT Zündung in Abhängigkeit von der beabsichtigten Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzung an, wie Fig. 10 zeigt. Da die in Fig. 10 gezeigten Daten bei einer MBT Zündzeitpunkteinstel­ lung aufgenommen wurden, ist dies besonders für einen Betrieb des Motors bei Betriebspunkten geeignet, bei dem die Zünd­ zeitpunkteinstellung auf MBT steht. Sofern diese Beziehung bei einer Zündzeitpunkteinstellung herangezogen wird, die von MBT entfernt ist, entsteht nur ein kleiner Fehler. Fig. 10 kann, wenn dies von Bedeutung sein sollte, zu einer Tabelle, einem dreidimensionalen Schaubild, oder einer Kurvenschar er­ weitert werden, wobei die zusätzliche Eingangsvariable der mittleren Zündzeitpunkteinstellung eine Funktion von MBT ist. Fig. 10 zeigt, daß die allgemeine Lehre eine fette Nachzün­ dung und eine magere Vorzündung ist. Bei einigen Punkten trifft die Regel jedoch nicht zu.
Um eine optimale Beziehung zwischen der Zündzeitpunkteinstel­ lung und der Luft/Kraftstoff-Zusammensetzung zu erhalten, müssen SAF und LAMBSE vollkommen in Phase sein und darauf ab­ gestimmt sein, auf demselben Zylinder und demselben Zylin­ derereignis zu arbeiten, obgleich erkannt wird, daß diese Re­ gelung weder zylinderspezifisch noch zylinderereignisspezi­ fisch ist. Ein teilweiser Erfolg kann durch die Verwendung von SAF und LAMBSE, so wie sie sind, erreicht werden. Um den ganzen Vorteil zu erreichen, sollten der LAMBSE Befehl (d. h. beabsichtigte Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung) und der SAF Befehl (d. h. Zündzeitpunkteinstellung) auf einer Zylinder-zu- Zylinder Basis und einer Zylinder-Ereignis-zu-Zylinder-Ereig­ nis Basis koordiniert werden.
Im folgenden wird auf Fig. 11 Bezug genommen. Fig. 11 zeigt eine Funktion, die den Leistungsverlust veranschaulicht, der eintritt, wenn der Zündzeitpunkt in Bezug auf die MBT Zündung verstellt wird. Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfah­ rens erkennen zu können, sei auf Fig. 10 verwiesen. Fig. 10 zeigt, wo ein Motor seinen Betriebspunkt auf der Kurve hat, die den Wirkungsgrad als Funktion der Zündzeitpunkteinstel­ lung angibt und wo der Motor betrieben werden kann, wenn das Verfahren angewendet wird. Wo die optimale Zündzeitpunktein­ stellung durch die Klopf- oder NOx-Grenze vorgegeben ist, tritt gemäß der Erfindung eine geringere Zündstreuung in Be­ zug auf MBT auf. Der Motor kann deshalb näher an der Klopf- oder NOx-Grenze betrieben werden (der NOx-Ausstoß nimmt bei einer Zündzeitpunkteinstellung weiter in Richtung Vorzündung akzeptable Werte an).
Die in Fig. 11 dargestellte Funktion zeigt, daß ein Lei­ stungsverlust von 2% eintritt, wenn der Zündzeitpunkt von MBT um 7° in Richtung Nachzündung verstellt wird, wohingegen ein Leistungsverlust von 5% eintritt, wenn der Zündzeitpunkt in Bezug auf MBT um 11,5° in Richtung Nachzündung verstellt wird. Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet qualitativ be­ trachtet auf der Leistungskurve tatsächlich höher als die üb­ liche Praxis, woraus sich ein höherer Motorwirkungsgrad er­ gibt. Aufzeichnungsteste, wie in Fig. 10, können genutzt wer­ den, um die Vorteile zu messen und/oder die Funktion festzu­ legen, die die MBT Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung angibt.
Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen führt die Re­ gelung der Zündzeitpunkteinstellung auf den momentan jeweils optimalen Wert, der durch bestimmte Randbedingungen, z. B. Klopfen und die NOx-Produktion festgelegt ist, zu einem ver­ besserten Motorwirkungsgrad und unterbindet effektive Zünd­ streuungen, die sich aus einer Fehlanpassung von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Zündzeitpunkteinstellung ergeben. Wenn die Zündstreuung verringert wird, kann der Zündzeitpunkt in Richtung Vorzündung verstellt werden, da die durch Klopfen und NOx begrenzte optimale Zündzeitpunktein­ stellung durch die Ereignisse bei der am meisten vergrößerten Vorzündung bestimmt werden. Auf diese Weise kann die Effi­ zienz des Kraftstoffs erhöht werden. Darüberhinaus kann die Regelung der Zündzeitpunkteinstellung auf den momentan opti­ malen Wert die Drehmomentschwankungen verringern, da eine Zündzeitpunkteinstellung, die optimal eingestellt ist, nicht zu einem Drehmomentverlust beiträgt, der von dem Wechsel der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung verursacht wird. Wenn ein niedrigerer Wirkungsgrad des Kraftstoffs hingenommen werden kann, können Drehmomentschwankungen durch eine Zündzeitpunkt­ nachverstellung bei Luft/Kraftstoff-Zusammensetzungen vermie­ den werden, die normalerweise zu einem vergrößerten Drehmo­ ment führen und umgekehrt.
Es sei darauf hingewiesen, daß sich die obige Beschreibung nur auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung be­ zieht, die nicht alle möglichen Ausgestaltungen umfassen soll. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die in der Be­ schreibung verwendeten Begriffe lediglich solche der Be­ schreibung sind und nicht zu einer Beschränkung des Schutzbe­ reichs führen. Es können verschiedene Abwandlungen vorgenom­ men werden, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch den Inhalt der folgenden Patentansprüche bestimmt wird.

Claims (18)

1. Verfahren zur Regelung der Zündzeitpunkteinstellung wäh­ rend wechselnder fetter und magerer Exkursionen der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung für ein Fahrzeug mit ei­ nem Verbrennungsmotor (12) und einer elektronischen Re­ geleinrichtung (16) zur Regelung des Kraftstoffs und der Zündung mit folgenden Verfahrensschritten:
sofortiges Reduzieren der Vorzündung während einer Ex­ kursion mit einer fetten Kraftstoff/Luft- Zusammen­ setzung, und
sofortiges Vergrößern der Vorzündung während einer Ex­ kursion mit einer mageren Kraftstoff/Luft-Zusammen­ setzung, wobei die Vorzündung derart verringert und ver­ größert wird, daß der Motor so geregelt wird, daß der Wirkungsgrad des Motors und/oder das Fahrverhalten des Fahrzeugs durch die Reduzierung der Motordrehmoment­ schwankungen verbessert wird, welche sich aus den Ex­ kursionen mit wechselnder fetter und magerer Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzung ergeben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Be­ stimmen eines erwarteten Drehmomentverhältniswechsels infolge einer Exkursion der Kraftstoff/Luft-Zusammen­ setzung unter Benutzung einer Beziehung, die sich auf das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und das Drehmomentver­ hältnis bezieht, so daß der Motor zur Verbesserung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs durch die Reduzierung der Drehmomentschwankungen geregelt werden kann, welche sich aus den alternierenden fetten und mageren Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzungsexkursionen ergeben.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Be­ stimmen eines laufenden Drehmomentverhältnisses in Ab­ hängigkeit von einer laufenden Vorzündung unter Be­ nutzung einer ersten Beziehung, die sich auf die Vorzün­ dung und das Drehmomentverhältnis bezieht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch das Be­ stimmen eines sich auf die MBT Zündung beziehenden Ge­ samtdrehmomentverhältnisses basierend auf dem erwarteten Wechsel des Drehmomentverhältnisses und dem laufenden Drehmomentverhältnis.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch das Be­ stimmen einer Zündkorrektur von der MBT Zündung basierend auf dem Gesamtdrehmomentverhältnis unter Be­ nutzung einer zweiten Beziehung, die sich auf die Vor­ zündung und das Drehmomentverhältnis bezieht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch das Bestimmen einer gewünschten ersten Vorzündung unter Benutzung der MBT Zündung und der Zündkorrektur von der MBT Zündung.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch das Einstellen der Vorzündung des Motors auf den gewünschten ersten Vorzündungswert, wodurch die Drehmomentschwankun­ gen unterdrückt werden, die auf die Exkursionen der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung zurückzuführen sind.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehung, die sich auf das Luft/Kraftstoff-Verhält­ nis und das Drehmomentverhältnis bezieht, eine nicht­ lineare Beziehung ist.
9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Beziehung, die sich auf die Vorzündung und das Drehmomentverhältnis bezieht, eine nicht-lineare Funk­ tion ist.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Beziehung, die sich auf die Vorzündung und das Drehmomentverhältnisses bezieht, eine nicht-lineare Funktion ist.
11. Vorrichtung zur Regelung der Zündzeitpunkteinstellung während wechselnder fetter und magerer Exkursionen der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung für ein Fahrzeug mit ei­ nem Verbrennungsmotor (12) und einer elektronischen Regeleinrichtung (16) zur Regelung des Kraftstoffs und der Zündung, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum sofortigen Reduzieren der Vorzün­ dung während einer Exkursion mit einer fetten Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzung und
eine Einrichtung zu sofortigen Vergrößern der Vorzün­ dung während einer Exkursion mit einer mageren Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzung, wobei die Vorzündung derart verringert und vergrößert wird, daß der Motor so gere­ gelt wird, daß der Wirkungsgrad des Motors und/oder das Fahrverhalten des Fahrzeugs durch die Reduzierung der Motordrehmomentschwankungen verbessert wird, welche sich aus den alternierenden fetten und mageren Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzungsexkursionen ergeben.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bestimmen eines erwarteten Drehmoment­ wechsels durch eine Exkursion der Kraftstoff/Luft-Zusam­ mensetzung unter Benutzung einer Beziehung, die sich auf das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und das Drehmomentver­ hältnis bezieht, so daß der Motor zur Verbesserung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs durch die Reduzierung der Drehmomentschwankungen geregelt werden kann, welche sich aus den alternierenden fetten und mageren Kraft­ stoff/Luft-Zusammensetzungsexkursionen ergeben.
13. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Bestimmen des Betrags der Zündverstellung bei den Verringerungs- und Vergrößerungsschritten unter Be­ nutzung einer Beziehung zwischen der Zündung und der be­ absichtigten Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung, so daß der Motor zur Verbesserung des Wirkungsgrades geregelt wer­ den kann.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beabsichtigte Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung das beabsichtigte relative Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellungen der Vorzündung bei den Verringerungs- und Vergrößerungsschritten in Phase und übereinstimmend mit den Exkursion der Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bestimmen des Betrags der Zündverstel­ lung bei den Verringerungs- und Vergrößerungsschritten unter Benutzung einer Beziehung zwischen der Zündung und der beabsichtigten Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung, so daß der Motor zur Verbesserung des Wirkungsgrades gere­ gelt werden kann.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beabsichtigte Kraftstoff/Luft-Zusammensetzung das beabsichtigte relative Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellungen der Vorzündung bei den Verrin­ gerungs- und Vergrößerungsschritten in Phase und über­ einstimmend mit den Exkursionen der Kraftstoff/Luft-Zu­ sammensetzung sind.
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DE (1) DE4422117C2 (de)
GB (1) GB2279697B (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19624877A1 (de) * 1995-06-22 1997-01-02 Fuji Heavy Ind Ltd Verbrennungssteuersystem für Viertaktmotor mit Direkteinspritzung und zugehöhriges Verfahren
US6446601B1 (en) 1998-05-12 2002-09-10 Robert Bosch Gmbh Ignition control method
DE19847023C2 (de) * 1998-05-12 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Zündsteuerung
DE10217382A1 (de) * 2002-04-18 2003-11-06 Siemens Ag Elektrische Leitung zur Verhinderung eines stabilen Lichtbogens, System mit einer derartigen Leitung
DE102007057530B4 (de) * 2006-11-30 2017-01-05 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zum Regeln einer Leerlaufdrehzahl

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0687809B1 (de) * 1994-06-17 2001-08-29 Hitachi, Ltd. Ausgangsdrehmoment-Steuerungsvorrichtung und Verfahren für eine Brennkraftmaschine
JPH08114166A (ja) * 1994-10-18 1996-05-07 Hitachi Ltd エンジン制御装置
JP3614912B2 (ja) * 1995-01-20 2005-01-26 ヤマハマリン株式会社 エンジンの燃焼制御装置
JP3622290B2 (ja) * 1995-10-02 2005-02-23 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JPH09126040A (ja) * 1995-11-02 1997-05-13 Hitachi Ltd 内燃機関の制御装置
US5878567A (en) * 1996-01-22 1999-03-09 Ford Global Technologies, Inc. Closely coupled exhaust catalyst system and engine strategy associated therewith
JPH09264170A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
JPH1073068A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の点火時期制御装置
US5778855A (en) * 1997-07-03 1998-07-14 Ford Global Technologies, Inc. Combustion stability control for lean burn engines
DE19802736A1 (de) * 1998-01-26 1999-07-29 Zahnradfabrik Friedrichshafen Fahrzeugtriebwerk mit automatisiertem Schaltablauf
DE19813380A1 (de) * 1998-03-26 1999-10-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US6425373B1 (en) 1999-08-04 2002-07-30 Ford Global Technologies, Inc. System and method for determining engine control parameters based on engine torque
US6279531B1 (en) 1999-08-09 2001-08-28 Ford Global Technologies, Inc. System and method for controlling engine torque
DE102007006937A1 (de) * 2007-02-13 2008-08-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007042403A1 (de) * 2007-09-06 2009-03-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102008018620B4 (de) * 2008-04-11 2017-10-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Bestimmung des Zündwinkels in einem Steuergerät für elektronische Steuerungen von Brennkraftmaschinen
JP5287818B2 (ja) 2010-10-01 2013-09-11 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
US8555857B2 (en) 2010-11-16 2013-10-15 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling spark timing in an internal combustion engine
DE102012201541B4 (de) * 2012-02-02 2014-05-15 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Beeinflussung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3139000A1 (de) * 1980-10-17 1982-05-27 May Michael G Dipl Ing Eth Verfahren zur verbrennungsablaufverstellung bei einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine und fremdgezuendete brennkraftmaschine
DE3344584A1 (de) * 1983-12-09 1985-06-20 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine
US4587938A (en) * 1984-05-07 1986-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for controlling air-fuel ratio and spark timing of an integral combustion engine
DE4028325A1 (de) * 1989-09-06 1991-03-21 Honda Motor Co Ltd Vorrichtung zum regeln des zuendzeitpunktes fuer eine brennkraftmaschine
DE4103419A1 (de) * 1990-02-06 1991-08-08 Mitsubishi Electric Corp Verbrennungssteuereinrichtung fuer verbrennungsmotoren
DE4110928A1 (de) * 1990-04-04 1991-10-17 Mitsubishi Electric Corp Steuergeraet fuer einen verbrennungsmotor
US5101787A (en) * 1989-05-22 1992-04-07 Mitsubishi Denki K.K. Ignition timing control apparatus for an engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3320895A1 (de) * 1983-06-09 1984-12-13 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine
JPH0660619B2 (ja) * 1983-11-15 1994-08-10 日本電装株式会社 内燃機関用点火時期制御装置
US4658787A (en) * 1984-02-01 1987-04-21 Nissan Motor Company, Limited Method and apparatus for engine control
JPH0646021B2 (ja) * 1984-05-07 1994-06-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
JPS61229941A (ja) * 1985-04-04 1986-10-14 Mazda Motor Corp エンジンの燃料制御装置
DE3630907A1 (de) * 1986-09-11 1988-04-28 Audi Ag Vorrichtung zur anpassung der gemischbildungseinrichtung und der zuendeinrichtung einer brennkraftmaschine fuer deren betrieb mit allen gaengigen otto-kraftstoffen
GB8700759D0 (en) * 1987-01-14 1987-02-18 Lucas Ind Plc Adaptive control system
US4942860A (en) * 1987-02-06 1990-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Engine control system
US4715340A (en) * 1987-05-04 1987-12-29 Ford Motor Company Reduction of HC emissions for vapor recovery purge systems
US5097809A (en) * 1990-10-26 1992-03-24 Hitachi, Ltd. Engine control system and method for changing acceleration response characteristic
US5168853A (en) * 1992-04-06 1992-12-08 Optimizer Control Corp. System for optimizing the performance of internal combustion engines
US5213178A (en) * 1992-04-21 1993-05-25 General Motors Corporation Traction control system with fuel and spark control

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3139000A1 (de) * 1980-10-17 1982-05-27 May Michael G Dipl Ing Eth Verfahren zur verbrennungsablaufverstellung bei einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine und fremdgezuendete brennkraftmaschine
DE3344584A1 (de) * 1983-12-09 1985-06-20 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine
US4587938A (en) * 1984-05-07 1986-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for controlling air-fuel ratio and spark timing of an integral combustion engine
US5101787A (en) * 1989-05-22 1992-04-07 Mitsubishi Denki K.K. Ignition timing control apparatus for an engine
DE4028325A1 (de) * 1989-09-06 1991-03-21 Honda Motor Co Ltd Vorrichtung zum regeln des zuendzeitpunktes fuer eine brennkraftmaschine
DE4103419A1 (de) * 1990-02-06 1991-08-08 Mitsubishi Electric Corp Verbrennungssteuereinrichtung fuer verbrennungsmotoren
DE4110928A1 (de) * 1990-04-04 1991-10-17 Mitsubishi Electric Corp Steuergeraet fuer einen verbrennungsmotor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19624877A1 (de) * 1995-06-22 1997-01-02 Fuji Heavy Ind Ltd Verbrennungssteuersystem für Viertaktmotor mit Direkteinspritzung und zugehöhriges Verfahren
DE19624877C2 (de) * 1995-06-22 1998-07-02 Fuji Heavy Ind Ltd Verbrennungssteuersystem für Viertaktmotor mit Direkteinspritzung und zugehöhriges Verfahren
US6446601B1 (en) 1998-05-12 2002-09-10 Robert Bosch Gmbh Ignition control method
DE19847023C2 (de) * 1998-05-12 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Zündsteuerung
DE10217382A1 (de) * 2002-04-18 2003-11-06 Siemens Ag Elektrische Leitung zur Verhinderung eines stabilen Lichtbogens, System mit einer derartigen Leitung
DE102007057530B4 (de) * 2006-11-30 2017-01-05 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zum Regeln einer Leerlaufdrehzahl

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GB2279697A (en) 1995-01-11

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