DE4406982A1

DE4406982A1 - Verfahren zur Reduzierung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen durch Spätverstellung des Zündwinkels

Info

Publication number: DE4406982A1
Application number: DE4406982A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Heinle
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2014-03-04
Also published as: DE4406982C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzie rung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine in Kraft fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der EP 0 525 234 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Reduzierung des Drehmoments der Brennkraftma schine um einen vorgegebenen Wert angefordert, wenn durch ein Antriebsschlupfregelungssystem (ASR-System) ein Signal anliegt, aus dem sich ergibt, daß an den angetrie benen Rädern ein über einem vorgegebenen Wert liegender Schlupf vorliegt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Drehmoment zunächst ausschließlich durch eine Spätver stellung des Zündwinkels vorgenommen. Eine Spätverstel lung des Zündwinkels bedeutet, daß der Zündzeitpunkt re lativ zum optimalen Zündzeitpunkt später bestimmt wird. Die Spätverstellung des Zündwinkels wird bis zu einem ma ximal zulässigen Wert vorgenommen. Reicht dieser maximal zulässige Wert für die Spätverstellung des Zündwinkels zur Reduzierung um den vorgegebenen Wert nicht aus, wird zunächst die Zündwinkelspätverstellung eingestellt und gleichzeitig die Ausblendung der Einspritzung zumindest eines Zylinders für eine weitere momentreduzierende Maß nahme eingeleitet. Diese zylinderselektiven Abschaltung der Einspritzung kann daraufhin durch eine Spätverstel lung des Zündwinkels überlagert werden, wenn die Reduzie rung um den vorgegebenen Wert noch nicht erreicht ist.

Die bei den bekannten Verfahren maximal zulässige Spät verstellung des Zündwinkels wird bisher für den "worst case", d. h. für die maximalen, stationär erreichbaren Abgastemperaturen, festgelegt. Durch die Zündwinkelspät verstellung nimmt die Abgastemperatur in kurzer Zeit stark zu. Dadurch ist in den meisten Fällen, insbesondere im ASR-Betrieb, die maximal zulässige Spätverstellung des Zündwinkels nicht ausreichend, um das Drehmoment auf den vorgegebenen Wert zu reduzieren. Somit wird häufig die Ausblendung der Einspritzung notwendig, um die Reduzie rung um den vorgegebenen Wert zu erreichen. Die Ausblen dung der Einspritzung hat jedoch den Nachteil, daß zuviel Sauerstoff in das Abgas gerät, der NO_x-Gehalt am Kataly sator nicht mehr reduziert werden kann, unverbrannter Kraftstoff am Katalysator oxidiert und dadurch sowohl die Abgasqualität verschlechtert wird als auch die Gefahr ei ner Katalysatorbeschädigung vergrößert wird. Dabei müssen die Lambdaregelung und die Diagnosefunktionen, die zur einwandfreien elektronischen Motorsteuerung notwendig sind, ausgeschaltet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Re duzierung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine ein gangs genannter Art derart zu verbessern, daß vorwiegend die Zündwinkelspätverstellung eingesetzt wird und andere momentreduzierende Maßnahmen, insbesondere die Ausblen dung der Einspritzung, soweit wie möglich verhindert wer den.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird in einem Steuergerät, z. B. einem ohnehin vorhandenen elektroni schen Motorsteuergerät, eine der momentanen Abgastempera tur proportionale Größe ermittelt. Dazu wird beispiels weise die Abgastemperatur durch einen eigenen Sensor ge messen, aus anderen Eingangssignalen des Steuergeräts be rechnet oder über ein Kennfeld mit entsprechenden Be triebsparametern entnommen. Entsprechend der der momenta nen Abgastemperatur proportionalen Größe wird jeweils eine maximal zulässige Spätverstellung des Zündwinkels bestimmt.

Die maximal zulässige Spätverstellung des Zündwinkels ist umso höher, je niedriger die Abgastemperatur bzw. die der Abgastemperatur proportionale Größe ist. Da die Zündwin kelspätverstellung lediglich ein Ansteigen der Abgastem peraturen bewirkt, im übrigen jedoch die einwandfreie Funktion der elektronischen Motorsteuerung gewährleistet, ist bei niedrigen Abgastemperaturen eine starke Zündwin kelverstellung in Richtung spät möglich. Dieses Verfahren zur Reduzierung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine ist insbesondere im ASR-Betrieb vorteilhaft, da Schlupf an den Antriebsrädern typischerweise im Stadtverkehr bei niedrigen Geschwindigkeiten und damit bei niedrigen Ab gastemperaturen auftritt. Die Zündwinkelspätverstellung bei einem derartigen ASR-Betrieb ist somit zusätzlich für bessere Abgaswerte vorteilhaft, da ein Ansteigen der Ab gastemperatur ausgehend von niedrigen Werten einen besse ren Katalysatorbetrieb bewirkt. Auch ist diese Maßnahme der Zündwinkelspätverstellung besonders vorteilhaft bei Warmlauf des Motors. Mit diesem erfindungsgemäßen Verfah ren zur Reduzierung des Drehmoments einer Brennkraftma schine reicht die maximal zulässige Spätverstellung des Zündwinkels in Abhängigkeit von der Abgastemperatur meist aus, um die Reduzierung um den vorgegebenen Wert zu er reichen. Eine Ausblendung der Einspritzung ist nur noch in seltenen Fällen notwendig.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge genstand des Patentanspruchs 2.

Ist der zur Reduzierung des Drehmoments vorgegebene Wert so hoch, daß selbst die erfindungsgemäße maximal zuläs sige Spätverstellung des Zündwinkels nicht ausreicht, wird erfindungsgemäß zunächst eine Spätverstellung des Zündwinkels um den maximal zulässigen von der Abgastempe ratur abhängigen Wert ausgeführt, und anschließend eine zylinderselektive Abschaltung der Einspritzung eingelei tet, wenn durch die zuvor ausgeführte Spätverstellung des Zündwinkels das Drehmoment der Brennkraftmaschine bereits einen Wert erreicht hat, der einer Abschaltung mindestens eines Zylinders zu einem früheren Zündwinkel entspricht. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung bewirkt insbesondere bei niedrigen Abgastemperaturen bei Abschaltung der Ein spritzung eine kontinuierliche Drehmomentreduzierung. Drehmomentsprünge durch das zylinderselektive Abschalten der Einspritzung, die bei relativ geringer Spätverstel lung des Zündwinkels nach dem Stand der Technik entste hen, werden verhindert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen möglichen Verlauf der maximal zulässigen Spätverstellung des Zündwinkels in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und

Fig. 2 den Drehmomentverlauf einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Zündwinkel bzw. der Zünd winkelspätverstellung und in Abhängigkeit der zylinderselektiven Ausblendung der Einspritzung am Beispiel eines Vierzylindermotors.

In Fig. 1 sei zw₀ der optimale Zündzeitpunkt bzw. Zünd winkel, gegenüber dem die Zündwinkel zw₁ und zw₂ in Rich tung spät verstellt sind. Allgemein geht aus Fig. 1 her vor, daß der Zündwinkel zw umso weiter nach spät ver stellt werden kann, je niedriger die Abgastemperatur T ist. Beispielsweise sei der Zündwinkel zw₁ der aus dem Stand der Technik bekannte definierte maximal zulässige spätverstellte Zündwinkel im "worst case", d. h. bei ei ner hohen Grenztemperatur T_grenz. Einem gegenüber der Ab gastemperatur T_grenz niedrigeren Abgastemperaturwert T_n wird ein gegenüber dem in Richtung spät verstellten Zünd winkel zw₁ noch stärker in Richtung spät verstellter Zündwinkel zw₂ zugeordnet.

Fig. 2 zeigt das Drehmoment M einer Brennkraftmaschine jeweils zu dem der niedrigen Abgastemperatur T_n zugeord neten Zündwinkel zw₂ und zu dem der Grenz-Abgastemperatur T_grenz zugeordneten Zündwinkel zw₁.

Der oberste Drehmomentenverlauf zeigt die Abhängigkeit des Drehmoments M vom Zündwinkel zw, wenn bei keinem der Zylinder die Einspritzung ausgeblendet ist. Dagegen zeigt beispielsweise der unterste Drehmomentenverlauf die Ab hängigkeit des Drehmoments M vom Zündwinkel zw, wenn nur noch bei einem Zylinder Z1 eingespritzt wird. Im folgen den wird bei der Ausblendung der Einspritzung eines Zy linders von Zylinderausblendung gesprochen.

Bei jedem Drehmomentenverlauf in Fig. 2 ist ersichtlich, daß mit zunehmend in Richtung spät verstelltem Zündwinkel zw das Drehmoment M exponentiell abnimmt. Somit ist beim Zündwinkel zw₂ unabhängig von einer Zylinderausblendung ein viel niedrigeres Drehmoment M erreichbar, als mit dem Zündwinkel zw₁.

Darüber hinaus ergibt das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Zylinderausblendung einen Vorteil: über ein beliebi ges elektronisches Kraftfahrzeugsystem, beispielsweise über eine Antriebsschlupfregelung oder eine Automatikgetriebesteuerung, wird eine Reduzierung des Drehmoments M beispielsweise in Form eines Drehmo mentsollwertes M_soll vorgegeben. Eine Reduzierung des Drehmoments M auf den Wert M_soll wird gemäß eines Verfah rens nach dem Stand der Technik, das im wesentlichen nur eine geringe Zündwinkelspätverstellung zuläßt, vgl. Zünd winkel zw₁, nur durch die Ausblendung der Zylinder Z4, Z3 und Z2 erreicht. Dies hat zur Folge, daß zum einen durch die Notwendigkeit der Zylinderausblendung mehrerer Zylin der die Abgaswerte stark verschlechtert werden und daß zum anderen auch der Fahrkomfort durch Drehmomentsprünge verschlechtert wird, da durch Kombination von Zündwinkel spätverstellung auf den Zündwinkel zw₁ und zylinderselek tiver Ausblendung der Einspritzung keine kontinuierliche Reduzierung des Drehmoments M erreicht wird. Der Grund dieser Drehmomentsprünge jeweils um den Wert d liegt darin, daß bei einer Zündwinkelspätverstellung auf den Zündwinkel zw₁ kein Drehmoment M erreicht wird, das einem Drehmoment bei einer Abschaltung mindestens eines Zylin ders zu einem früheren Zündwinkel entspricht. Liegt dage gen bei einer niedrigen Abgastemperatur T erfindungsgemäß ein weiter nach spät verstellter Zündwinkel vor, wie in diesem Beispiel der Zündwinkel zw₂, ist beispielsweise ohne Zylinderausblendung durch die Zündwinkelspätverstel lung ein Drehmoment M₄ erreichbar, das zu einem früheren Zündwinkel, zw_x, auch durch Ausblendung des vierten Zylinders Z4 erreichbar wäre. Zur Einstellung des redu zierten Drehmoments M_soll ist demnach erfindungsgemäß zu der Spätverstellung des Zündwinkels auf den Zündwinkel zw₂ lediglich die Ausblendung des Zylinders Z4 notwendig.

Durch dieses Ausführungsbeispiel werden insbesondere die abgas- und komfortrelevanten Vorteile des erfindungs gemäßen Verfahrens, insbesondere bei niedrigen Abgastem peraturen, verdeutlicht.

Claims

1. Verfahren zur Reduzierung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen durch Spätverstellung des Zündwinkels bis zu einem maxi mal zulässigen Wert, dadurch gekennzeichnet, daß eine der momentanen Abgastemperatur (T) pro portionale Größe ermittelt wird und abhängig von dieser Größe der maximal zulässige Wert (zw₂) für die Spätverstellung des Zündwinkels (zw) bestimmt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine zylinderselektive Abschaltung der Einspritzung vorgenommen wird, wenn das Dreh moment (M) durch den spätverstellten Zündwinkel (zw₂) auf einen Wert (M₄) reduziert ist, der dem Drehmoment (M₄) bei einer Abschaltung mindestens eines Zylinders zu einem früheren Zündwinkel (zw_x) entspricht.