-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, insbesondere Verfahren zum
Begrenzen einer Spätverstellung
eines Zündwinkels
durch einen Spätzündwinkelgrenzwert.
-
Stand der Technik
-
Beim
Betreiben von Otto-Verbrennungsmotoren können Momentenänderungen
auf verschiedene Weise umgesetzt werden. Diese Möglichkeiten umfassen in der
reduzierenden Richtung u. a. eine Androsselung der Luftzuführung, eine
Verstellung des Zündwinkels
sowie Einspritzausblendungen eines oder mehrerer Zylinder.
-
Insbesondere
die Androsselung der Luftzufuhr stellt einen relativ langsamen Eingriffspfad
für die
Momentenänderung
dar. Für
schnelle Momenteneingriffe werden in der Praxis daher vorzugsweise Verstellungen
des Zündwinkels
verwendet, womit nahezu verzögerungsfreie
Momentenänderungen
umgesetzt werden können.
-
Der
Aufbau einer Momentenreserve ist eine Maßnahme der Motorsteuerung,
wobei – je
nach Größe der bereitzustellenden
Momentenreserve – der
Zündwinkel
bei gleichzeitigem Konstanthalten des Motordrehmoments verringert
wird, d. h. nach spät
verschoben wird, um durch ein schnelles Vergrößern des Zündwinkels, d. h. ein nach früh Verschieben,
einen schnellen Momentenaufbau in ausreichender Höhe realisieren
zu können.
Dadurch können
bevorstehende und erwartete Momentenanforderungen von Nebenaggregaten,
wie z. B. einer Klimaanlage, oder auch sporadische Momentenanforderungen
vorbereitet werden und nahezu unmittelbar durch eine sofortige Frühverschiebung
des Zündwinkels
akkurat kompensiert werden. Die Ermittlung des für den Motorbetrieb und zum
Bereitstellen der Momentenreserve notwendigen Zündwinkels wird in bekannter
Weise im Motorsteuergerät
durchgeführt.
-
Üblicherweise
ist ein Spätzündwinkelgrenzwert
als untere Grenze (Spätgrenze)
für den
Zündwinkel
betriebspunktabhängig
für Standardmotoren definiert,
der von der Grenze abhängt,
bis zu der der Verbrennungsmotor eine ausreichende Laufruhe aufweist
bzw. ab der der Verbrennungsmotor eine zu hohe Laufunruhe aufweist.
D. h., unterschreitet der geforderte Zündwinkel den Spätzündwinkelgrenzwert,
ist eine erhöhte
Wahrscheinlichkeit von Verbrennungsaussetzern gegeben oder eine
Verbrennung findet nicht mehr vollständig statt. Daher wird üblicherweise
der geforderte Zündwinkel
auf den Spätzündwinkelgrenzwert
begrenzt.
-
Jedoch
kann dieser Spätzündwinkelgrenzwert über die
Lebensdauer des Verbrennungsmotors variieren, wobei bei neuen Verbrennungsmotoren
die Laufunruhegrenze üblicherweise
weiter gesteckt ist als dies bei gealterten Verbrennungsmotoren
der Fall ist. Dies liegt vor allem daran, dass ältere Verbrennungsmotoren durch
Verschleiß oder
Ablagerungen zu einem weniger ruhigen Motorlauf neigen. Zudem wirken
sich auch Toleranzen bei der Fertigung der Verbrennungsmotoren auf
den motorindividuellen Grenzwert für den Spätzündwinkel aus.
-
Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen, wobei einerseits die Spätverstellung von Zündwinkeln
zur Vermeidung eines unruhigen Betriebs des Verbrennungsmotors begrenzt
wird und andererseits das Potenzial der Spätverstellung der Zündwinkel
bestmöglich
ausgeschöpft
wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren zur Korrektur eines Spätzündwinkelgrenzwertes
eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch
1 sowie durch die Vorrichtung und das Motorsystem gemäß den nebengeordneten
Ansprüchen
gelöst.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abgängigen Ansprüchen angegeben.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Korrigieren bzw. Adaptieren
eines Spätzündwinkelgrenzwertes
für einen
mit Hilfe einer Vorgabe eines Zündwinkels
anzusteuernden Verbrennungsmotor vorgesehen. Das Verfahren umfasst
die folgenden Schritte:
- – Vorgeben eines geforderten
Zündwinkels
zum Betreiben des Verbrennungsmotors;
- – Ansteuern
des Verbrennungsmotors mit einem Ansteuer-Zündwinkel, der von dem geforderten Zündwinkel
und von dem Spätzündwinkelgrenzwert
abhängig
ist, wobei der Spätzündwinkelgrenzwert
eine Angabe für
einen Zündwinkel
darstellt, der einen spätest
einstellbaren Zündzeitpunkt
für eine
maximal zulässige
Laufunruhe des Verbrennungsmotors definiert;
- – Ermitteln
eines Laufunruhemaßes,
das eine Laufunruhe des Verbrennungsmotors angibt, bei dem Ansteuer-Zündwinkel;
- – Korrigieren
des Spätzündwinkelgrenzwertes
abhängig
von dem ermittelten Laufunruhemaß bei dem Ansteuer-Zündwinkel.
-
Eine
Idee des obigen Verfahrens besteht darin, im laufenden Betrieb des
Verbrennungsmotors den herkömmlicherweise
festgelegten Grenzwert für späte Zündwinkel
zu korrigieren bzw. zu adaptieren, so dass ein für den momentanen Zustand des
Verbrennungsmotors optimaler Spätzündwinkelgrenzwert
vorgesehen werden kann. Der optimale Spätzündwinkelgrenzwert entspricht
einem Grenzwert, bis zu dem ein möglichst aussetzungsfreier Betrieb des
Verbrennungsmotors möglich
ist, d. h. zu dem das Laufunruhemaß angibt, dass der Verbrennungsmotor
mit einer gerade noch ausreichenden Laufruhe betrieben werden kann.
-
Weiterhin
kann das Korrigieren des Spätzündwinkelgrenzwertes
mit Hilfe eines Zündwinkel-Korrekturwerts
durchgeführt
werden. Insbesondere kann der Zündwinkel-Korrekturwert
von dem Laufunruhemaß abhängig gewählt werden.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
kann bei einem geforderten Zündwinkel,
der einen späteren Zündzeitpunkt
definiert als der Spätzündwinkelgrenzwert,
der Verbrennungsmotor zunächst
mit dem Spätzündwinkelgrenzwert
als Ansteuer-Zündwinkel angesteuert
werden, und anschließend
der Ansteuer-Zündwinkel
und der Spätzündwinkelgrenzwert
in Richtung des geforderten Zündwinkels
nachgeführt werden,
bis das entsprechend ermittelte Laufunruhemaß einen vorgegebenen Grenzwert,
der die maximal zulässige
Laufunruhe definiert, erreicht.
-
Weiterhin
kann der Spätzündwinkelgrenzwert
mit dem geforderten Zündwinkel
gleichgesetzt werden oder auf einen Zündwinkel mit einem im Vergleich
zu dem geforderten Zündwinkel
späteren Zündzeitpunkt
gesetzt werden, wenn das beim Erreichen des geforderten Zündwinkels
durch den Ansteuer-Zündwinkel
ermittelte Laufunruhemaß kleiner ist
als der vorgegebene Grenzwert.
-
Weiterhin
kann bei einem geforderten Zündwinkel,
der einen früheren
Zündzeitpunkt
definiert als der Spätzündwinkelgrenzwert,
der Verbrennungsmotor mit dem geforderten Zündwinkel als Ansteuer-Zündwinkel
angesteuert und das Laufunruhemaß bei dem Ansteuer-Zündwinkel
ermittelt werden, wobei der Spätzündwinkelgrenzwert
auf den geforderten Zündwinkel
oder auf einen Zündwinkel,
der frühere
Zündzeitpunkte
als der geforderte Zündwinkel
definiert, korrigiert wird, wenn das bei dem Ansteuer-Zündwinkel
ermittelte Laufunruhemaß einen
vorgegebenen Grenzwert, der die maximal zulässige Laufunruhe definiert, überschreitet.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass das Verfahren kontinuierlich oder zu
festgelegten Zeitpunkten oder abhängig von Motorzuständen, insbesondere abhängig von
einem Momenteneingriff, durchgeführt wird.
-
Ferner
kann das Vorgeben des geforderten Zündwinkels gemäß einer
Anforderung zum Aufbau einer Momentenreserve oder einer schnellen
Momentenreduktion durchgeführt
werden.
-
Weiterhin
kann das Korrigieren des Spätzündwinkelgrenzwertes
betriebspunkt- bzw.
betriebsbereichsabhängig
durchgeführt
werden.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Korrigieren eines Spätzündwinkelgrenzwertes
für einen
mit Hilfe einer Vorgabe eines Zündwinkels
anzusteuernden Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst:
- – eine
Einrichtung zum Vorgeben eines geforderten Zündwinkels zum Betreiben des
Verbrennungsmotors;
- – eine
Einrichtung zum Ansteuern des Verbrennungsmotors mit einem Ansteuer-Zündwinkel,
der von dem geforderten Zündwinkel
und von dem Spätzündwinkelgrenzwert
abhängig
ist, wobei der Spätzündwinkelgrenzwert
eine Angabe für
einen Zündwinkel
darstellt, der einen spätest
einstellbaren Zündzeitpunkt
für eine
maximal zulässige Laufunruhe
des Verbrennungsmotors definiert;
- – eine
Einrichtung zum Ermitteln eines Laufunruhemaßes, das eine Laufruhe des
Verbrennungsmotors angibt, bei dem Ansteuer-Zündwinkel;
- – eine
Einrichtung zum Korrigieren des Spätzündwinkelgrenzwertes abhängig von
dem ermittelten Laufunruhemaß.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt ist ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor
und der obigen Vorrichtung vorgesehen.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das, wenn es
auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren
ausführt.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor;
und
-
2 ein
Flussdiagram zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Korrektur
eines Spätzündwinkelgrenzwertes.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Motorsystems 1 mit
einem Ottomotor als Verbrennungsmotor 2. Der Verbrennungsmotor 2 wird mit
Hilfe von Ansteuersignalen AS, die in einem Motorsteuergerät 3 generiert
werden, angesteuert. Die Ansteuersignale AS dienen zum Bereitstellen
einer durch eine Vorgabegröße VG vorgegebenen
Ausgangsgröße des Verbrennungsmotors 2.
Die Ausgangsgröße kann
einer Drehzahl, einem Drehmoment, einer Motorleistung oder dergleichen
entsprechen. Die Vorgabegröße VG kann
beispielsweise einem Fahrerwunschmoment und/oder anderen Eingangsgrößen, wie
z. B. Vorgaben über
bevorstehende Momenteneingriffe, Drehzahlvorgaben, Motorleistungsvorgaben
und dergleichen entsprechen.
-
Die
Ansteuersignale AS dienen dazu, den Verbrennungsmotor 2 so
anzusteuern, dass die Vorgabegröße VG möglichst
umgesetzt wird, d. h. der von dem Verbrennungsmotor 2 bereitgestellten
Ausgangsgröße entspricht.
Dazu können
die Ansteuersignale AS ein Stellsignal für eine Drosselklappe, ein Einspritzsignal
zum Bestimmen von Zeitpunkten und Zeitdauern eines Einspritzens
von Kraftstoff bzw. zum Bestimmen einer Einspritzmenge von einzuspritzendem
Kraftstoff, entweder in ein Saugrohr des Verbrennungsmotors 2 oder
direkt in den Zylinder des Verbrennungsmotors 2 umfassen.
Weiterhin können
die Ansteuersignale AS ein Zündsignal,
durch das der Zeitpunkt zum Zünden
einer Zündkerze
in einem entsprechenden Zylinder des Verbrennungsmotors 2 angegeben
wird, umfassen. Der Zeitpunkt des Zündsignals bestimmt einen Zündwinkel
ZW, der den Winkel einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 bezogen
auf einen oberen Totpunkt der Kolbenbewegung in einem Zylinder angibt.
-
Vom
Verbrennungsmotor 2 werden mit Hilfe von Sensoren Motorgrößen MG erfasst
und diese im Motorsteuergerät 3 in
geeigneter Weise bereitgestellt, so dass das Motorsteuergerät 3 die
Ansteuerung des Verbrennungsmotors 2 gemäß dem momentanen
Betriebszustand bzw. gemäß dem momentanen
Betriebspunkt durchführen
kann. Derartige Motorgrößen MG können die
Drehzahl, die Temperatur, die Luftfüllung, Drücke im Luftzuführungssystem
und/oder im Zylinder einen Lambdawert und dergleichen umfassen.
-
Um
einen schnellen Momenteneingriff zur Reduzierung des abgegebenen
Drehmomentes oder zum Aufbau einer Momentenreserve zu realisieren, wird üblicherweise
der Zündwinkel
verringert, d. h. der Zündzeitpunkt
wird nach spät
verschoben, um so den thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors
zu reduzieren. Auf diese Weise kann entweder das abgegebene Drehmoment
reduziert werden oder es kann eine Drehmomentenreserve aufgebaut werden.
Der Aufbau der Drehmomentenreserve erfolgt unter Beibehalten des
abgegebenen Drehmoments. Dabei wird die Verschlechterung des Wirkungsgrades
durch eine Erhöhung
des Luftdurchsatzes ausgeglichen, so dass die Spätverstellung des Zündwinkels
momentenneutral durchgeführt
werden kann.
-
Der
Zündwinkel
ist jedoch grundsätzlich nicht
beliebig nach spät
verstellbar, sondern wird durch einen Grenzwert begrenzt, der durch
das Laufunruheverhalten des Verbrennungsmotors 2 bestimmt
wird. Dieser Grenzwert wird bislang durch einen fest vorgegebenen
Spätzündwinkelgrenzwert bestimmt,
der von dem Wert, ab dem bei einem nicht gealterten Referenz-Verbrennungsmotor
ein unruhiges Laufverhalten auftritt, mit einem Sicherheitsabstand
bzw. Toleranzabstand beabstandet ist.
-
Gemäß dem vorgeschlagenen
Verfahren wird der Spätzündwinkelgrenzwert
korrigiert und dadurch im Wesentlichen permanent an den momentanen
Zustand des Verbrennungsmotors 2 angepasst.
-
In 2 ist
ein Flussdiagram zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Korrektur
des Spätzündwinkelgrenzwertes
dargestellt. Das Verfahren beginnt mit einem Schritt S1, in dem
ein Zündwinkel von
dem Motorsteuergerät 3 bereitgestellt
wird, der sich aus der gewünschten
momentanen Ansteuerung des Verbrennungsmotors 2 ergibt.
Es wird in Schritt S1 überprüft, ob eine
Spätverschiebung
des Zündwinkels
ZW angefordert wird (Alternative: Ja) oder nicht (Alternative: Nein).
Es sind verschiedene Möglichkeiten
und Fälle
denkbar, bei denen der Zündwinkel
ZW gegenüber
seinem optimalen Wert verringert, also nach spät verstellt wird, um so einen bestimmten
Motorbetrieb zu realisieren. Häufig
wird der Zündwinkel
ZW momentenneutral nach spät
verstellt, um eine so genannte Momentenreserve aufzubauen, so dass
bei Zuschalten eines Nebenaggregates sofort ein zusätzliches
Antriebsmoment durch eine entsprechende Frühverschiebung des Zündwinkels
bereitgestellt werden kann.
-
In
einem nachfolgendem Schritt S2, der bei Vorliegen einer Anforderung
für eine
Spätverschiebung
des Zündwinkels
ZW ausgeführt
wird, wird überprüft, ob sich
der bereitgestellte Zündwinkel
im von dem aktuellen Spätzündwinkelgrenzwert
zugelassenen Betriebsbereich befindet oder nicht. D. h. es wird überprüft, ob der
bereitgestellte Zündwinkel
ZW größer oder
gleich ist als der Spätzündwinkelgrenzwert
an dem aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2 oder
kleiner als der Spätzündwinkelgrenzwert
an dem aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2.
Der aktuelle Betriebspunkt bzw. Betriebsbereich kann durch eine
Drehzahl bzw. einen Drehzahlbereich und/oder eine aktuelle Last
bzw. einen aktuellen Lastbereich und/oder ein Drehmoment bzw. einen
Drehmomentenbereich definiert sein. Die hinsichtlich der gerade
noch zulässigen
Laufunruhe akzeptablen Spätzündwinkel
unterscheiden sich z. T. deutlich je nach Motorbetriebsbereich.
-
Wird
in Schritt S2 festgestellt, dass der Zündwinkel später (kleiner) ist als der Spätzündwinkelgrenzwert
an dem momentanen Betriebspunkt bzw. in dem momentanen Betriebsbereich
(Alternative: Nein), so wird in einem Schritt S3 noch überprüft, ob der
geforderte Zündwinkel
zum Aufbau einer Momentenreserve dient oder aufgrund einer schnellen Momentenreduktion
angefordert worden ist. Handelt es sich um den Aufbau einer Momentenreserve
(Alternative: Ja), so werden in einem Schritt S4 zunächst Ansteuersignale
AS für
den Verbrennungsmotor 2 generiert und an diesen ausgegeben,
wobei die Ansteuersignale AS dem in Schritt S2 angenommene für den Betriebspunkt
bzw. Betriebsbereich geltenden Laufunruhegrenzwert entsprechen.
-
In
einem nachfolgenden Schritt S5 wird ein Laufunruhemaß bereitgestellt
oder ermittelt. Das Laufunruhemaß stellt eine Angabe dar, die
angibt, wie gleichmäßig der
Verbrennungsmotor 2 läuft
bzw. arbeitet, d. h. eine Maßzahl
dafür,
ob z. B. Verbrennungsaussetzer auftreten oder eine Drehzahlunregelmäßigkeit
vorliegt. Das Laufunruhemaß ist
so definiert, dass es einen Hinweis auf ein verschlechtertes Verbrennungsverhalten
im Verbrennungsmotor 2 anzeigen kann. Je nach Definition
kann anstelle des Laufunruhemaßes
auch ein Laufruhemaß verwendet werden.
-
In
Schritt S6 wird abgefragt, ob das Laufunruhemaß ein ausreichend ruhiges Laufverhalten
des Verbrennungsmotors 2 signalisiert, z. B. indem festgestellt
wird, ob die Drehzahlunregelmäßigkeit
kleiner ist als ein vorgehender Schwellwert oder ob der Anteil von
Verbrennungsaussetzern bezüglich
der gesamten Anzahl von Verbrennungen oberhalb eines Schwellenanteils
liegt. Wird in Schritt S6 eine ausreichende Laufruhe festgestellt
(Alternative: Ja), so wird in einem Schritt S7 der Spätzündwinkelgrenzwert
inkrementell nach spät
erweitert (verringert), z. B. um eine Zündwinkeldifferenz ΔZW etwa zwischen
0,5 und 2 Grad. Dieser Vorgang endet spätestens dort, wo entweder der
Sollspätzündwinkel
oder ein absolutes Spätzündwinkellimit
erreicht ist.
-
Von
Schritt S7 wird zu Schritt S1 zurückgesprungen. Liegt die Anforderung
des Zündwinkels, der
zu einer Spätverstellung
des Zündwinkels
führt, noch
vor, so wird das Verfahren nach Schritt S1 mit Schritt S2 fortgesetzt,
von wo aus zu Schritt S3 weitergesprungen wird, wenn der angeforderte
Zündwinkel
unter dem neuen Laufunruhegrenzwert liegt. In Schritt S4 werden
dann Ansteuersignale AS für
den so verringerten Laufunruhegrenzwert an den Verbrennungsmotor 2 bereitgestellt.
Der Verbrennungsmotor 2 wird daraufhin mit einem über den
ursprünglichen
Laufunruhegrenzwert hinausgehenden (geringeren) Zündwinkel
betrieben. In Schritt S5 wird dann erneut das Laufunruhemaß bereitgestellt.
-
Wird
in dem Schritt S6 festgestellt, dass die notwendige Laufruhe nicht
mehr gegeben ist (Alternative: Nein) bzw. dass die Laufunruhe zu
groß wird, so
wird in einem Schritt S8 der Spätzündwinkelgrenzwert
auf den zuletzt festgestellten Zündwinkel
eingestellt, bei dem eine ausreichende Laufruhe vorhanden war, und
es wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
-
Ist
in Schritt S2 der angeforderte Zündwinkel größer (d.
h. positiver) oder gleich dem durch den Betriebspunkt bzw. Betriebsbereich
bestimmten Laufunruhegrenzwert (Alternative: Ja), so wird in einem Schritt
S10 zunächst
der bereitgestellte Zündwinkel ZW
an den Verbrennungsmotor 2 ausgegeben.
-
In
Schritt S11 wird das Laufunruhemaß ermittelt und in Schritt
S12 überprüft, ob bei
dem eingestellten Zündwinkel
eine ausreichende Laufruhe gegeben ist. Ist dies nicht der Fall
(Alternative: Nein), so wird in Schritt S13 der Spätzündwinkelgrenzwert
inkrementell, z. B. um ΔZW,
in Richtung früh
verschoben (vergrößert) und
der einzustellende Zündwinkel entsprechend
angepasst, falls dieser nach der Veränderung des Spätzündwinkelgrenzwerts
jenseits dieses Spätzündwinkelgrenzwerts
liegt. Ist in Schritt S12 eine ausreichende Laufruhe gegeben, so
wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
-
Die
Verfahrensschritte S4 bis S8 werden also für relativ langsame Momentenanforderungen
bevorzugt angewendet (insbesondere bei der Bildung einer Momentenreserve).
Bei schnellen Momentenreduktionsanforderungen, die große Spätzündwinkel anfordern,
hingegen (Alternative: Nein, Schritt S3) wird über einen optionalen Schritt
S9 zu Schritt S10 gesprungen, bei dem in diesem Fall der Zündwinkel eingestellt
wird, auch wenn dieser über
dem Spätzündwinkelgrenzwert
liegt. Der optionale Schritt S9 kann dazu dienen, den aktuellen
Zündwinkel
auf einen Zündwinkel
zu begrenzen, der den vorherigen (vorheriger Zufluss) Zündwinkel
nur um eine bestimmte Zündwinkeldifferenz,
wie z. B. 3°KW
unterschreitet. Damit kann die geforderte Momentenreduktion dynamisch
akkurat um gesetzt werden. Sollte das Laufunruhemaß Verbrennungsaussetzer,
d. h. eine große
Laufunruhe, in S11 anzeigen, so wird in S12 entsprechend reagiert.
-
Das
oben beschriebene Verfahren zur Korrektur des Spätzündwinkelgrenzwertes stellt
nur eines aus einer Reihe möglicher
Korrekturverfahren dar. Bei der Bildung einer Momentenreserve gilt
jedoch, dass das Einstellen eines Zündwinkels, der später (kleiner)
ist als der durch den Spätzündwinkelgrenzwert
angegebene Zündwinkel,
zunächst
Letzterer als Zündwinkel
dem Verbrennungsmotor vorgegeben wird und anschließend eine
sukzessive Annäherung
an den von dem Motorsteuergerät 3 geforderten
Zündwinkel
ZW durchgeführt
wird, so lange bis das Laufunruhemaß, das vorzugsweise kontinuierlich
bei jedem Verbrennungsvorgang ermittelt wird, eine nicht mehr ausreichende
feststellt. Es wird der letzte Zündwinkel
angenommen, bei dem eine ausreichende Laufruhe vorhanden war. Wird
bereits eine unzureichende Laufruhe beim Einstellen des Spätzündwinkelgrenzwertes
als Zündwinkel
ZW für
den Verbrennungsmotor 2 festgestellt, so wird der Zündwinkel
des Spätzündwinkelgrenzwertes
entsprechend vergrößert und
entsprechend wird auch der dem Verbrennungsmotor 2 bereitgestellte
Zündwinkel
vergrößert, bis
eine ausreichende Laufruhe, angegeben durch das Laufunruhemaß, erreicht
wird.
-
Insbesondere
bei einem Kaltlauf des Verbrennungsmotors 2, bei dem häufig ein
motorisches Heizen des Katalysators vorgesehen ist, kann eine erhebliche
Spätverstellung
des Zündwinkels
erforderlich sein. Ist durch das obige Verfahren zur Korrektur der
Laufunruhegrenzwert verringert, könnte der Bereich des für das Bestehen
eines Abgastests erforderlichen Heizens des Katalysators eingeschränkt werden.
Um den gesetzten Anforderungen nachzukommen, könnte ein Einschränken des
Bereichs später
Zündwinkel
durch einen gegenüber dem
ursprünglichen
Wert eingeschränkten
Spätzündwinkelgrenzwert
um mehr als einen bestimmten Betrag angezeigt werden, z. B. durch
eine optische Anzeige. Dieses Diagnoseergebnis könnte auch an eine externe Testeinrichtung
ausgegeben werden.
-
Neben
dem Spätzündwinkelgrenzwert,
der auf oben beschriebene Weise permanent korrigiert wird, können fest
vorgegebene Adaptionsgrenzen vorgesehen sein, die u. a. auch physikalische
Grenzen für
mögliche
Zündwinkel
definieren. Eine Korrektur des Laufunruhegrenzwertes über diese
fest vorgegebenen Adap tionsgrenzen hinaus wird vorzugsweise unterbunden,
da außerhalb
dieses Bereiches das Lernverfahren unplausibel würde.
-
Grundsätzlich sind
verschiedene Spätzündwinkelgrenzwerte
für verschiedene
Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors 2 zu erwarten.
Beim Ändern
des Betriebspunktes bzw. Betriebsbereiches des Verbrennungsmotors,
z. B. durch Drehzahlveränderung
oder eine Last-/Momentenveränderung, wird
der jeweilige Korrekturwert des Spätzündwinkelgrenzwertes für den vorherigen
Betriebsbereich gespeichert und der entsprechende Korrekturwert
des Spätzündwinkelgrenzwertes
für den
neu eingenommenen Betriebsbereich abgerufen und entsprechend dem
Adaptionsverfahren korrigiert.
-
Als
weiterer Adaptionsalgorithmus kann ein Integrationsverfahren verwendet
werden, wobei der vom Betriebsbereich abhängige aktuelle Spätzündwinkelgrenzwert
des Zündwinkels
mit Hilfe einer Zündwinkeldifferenz ΔZW verschoben
wird. Es gilt: ΔZW(Last, Drehzahl) = k·∫t0 (ALU – BLU)dtwobei
k einer Integrationskonstanten, BLU einer Angabe über eine
Basisgrenzlaufunruhe, d. h. einer generell zu fordernden maximalen
Laufunruhe, und ALU einer Angabe über eine aktuelle Laufunruhe
entsprechen (z. B. aus der Standardabweichung der Motordrehzahl).
D. h. in diesem Beispiel wird als Laufunruhemaß die Laufunruhe angenommen.
Selbstverständlich
kann auch die Laufruhe als Laufunruhemaß unter Berücksichtigung der Vorzeichen
verwendet werden.
-
Die
Integrationskonstante k beschreibt die vorzeichengerechte Umrechnung
in ein Zündwinkelmaß. Die Vorzeichenkonvention
für ΔZW ist derart, dass
bei k > 0 die aktuelle
Zündwinkelgrenze
nach früh
(Richtung positiv) gezogen wird, andernfalls nach spät verschoben
bzw. beibehalten wird.
-
Vorzugsweise
wird die Integrationskonstante k situationsgemäß mit unterschiedlichen Beträgen belegt,
d. h. k weist verschiedene Beträge
abhängig vom
Vorzeichen der Differenz zwischen der aktuellen Laufunruhe ALU und
der Basisgrenzlaufunruhe BLU auf. Dadurch wird erreicht, dass sich
der Spätzündwinkelgrenzwert
des Zündwinkels
langsam dem Bereich erhöhter
Laufunruhe annähert.
-
Wenn
man jedoch einen Zündwinkel
annimmt, der zu einer schlechten Laufruhe führt, sollte der Bereich der
Laufunruhe schnell wieder verlassen werden (größerer Betrag für k).
-
Insbesondere
sorgt k durch Belegung mit dem Wert 0 dafür, dass die ansonsten permanente Integration über der
Zeit t bzw. über
den Arbeitsspielen des Verbrennungsmotors in folgenden Fällen abgebrochen
wird (Integratorstopp):
- – wenn der absolute Adaptionsgrenzenbereich des
Zündwinkels
verlassen wird,
- – bei
negativem Argument (d. h. ALU < BLU),
- – aktuellem
Zündwinkel
diesseits der aktuellen Laufruhe(zündwinkel)grenze:
hier
darf keine Verschiebung stattfinden, da keine Veranlassung dafür gegeben
ist.
-
Der
Anfangswert für
die Spätzündwinkelgrenze
bei einem neuen Verbrennungsmotor soll demjenigen entsprechen, der
bei einem Referenzmotor in einer Kalibrierungsphase unter Standardbedingungen
bestimmt worden ist.
-
Analog
kann ein rekursiver Algorithmus vorgesehen werden, bei dem die Zündwinkeldifferenz, um
die der Spätzündwinkelgrenzwert
gegenüber dem
voreingestellten Spätzündwinkelgrenzwert
verschoben wird, abhängig
von einer gewichteten Differenz zwischen der Referenzlaufunruhe
und dem aktuellem Laufunruhemaß.
-
Das
Verfahren zur Korrektur des Spätzündwinkelgrenzwertes
kann permanent, zeitweise oder zu vorgegebenen Zeitpunkten durchgeführt werden. Außerhalb
der Zeiten, während
denen das Korrekturverfahren angewendet wird, gilt der Spätzündwinkelgrenzwert
als absolute Begrenzung des einzustellenden Zündwinkels.
-
Bei
den hierin beschriebenen Ausführungsformen
entsprechen kleinere Zündwinkel
einem späteren
Zündzeitpunkt
und umgekehrt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die
Ausführungsformen
so zu modifizieren, dass durch kleinere Zündwinkel frühere Zündzeitpunkte definiert werden
bzw. durch größere Zündwinkel
spätere
Zündzeitpunkte
definiert werden.