Verfahren zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit einem stöchiometrischen und einem Magerbetriebsmodus, wobei der Verbrennungsmotor eine elektronische Motorsteuerung, einen Gaspedalsensor (18), eine elektronische Drosselklappe und eine Einrichtung (8) zur Entscheidung, ob der Motor stöchiometrisch oder mager betrieben werden soll, aufweist. Zunächst erfolgt die Bestimmung eines gewünschten Luftmassenwertes des_load, der im stöchiometrischen Betriebsmodus näherungsweise einen Luftmassenwert für das gewünschte Motordrehmoment repräsentiert, wobei die Bestimmung anhand eines Kennfeldes (40) mit wenigestens der Gaspedalstellung als Kennfeldeingangsvariabler erfolgt. Bei Betrieb des Verbrennungsmotors im Magermodus wird ein gewünschtes mageres Luft-/Kraftstoffverhältniss des_lean_lambda anhand eines Kennfeldes (64) mit wenigstens des_load als Kennfeldeingangsvariabler bestimmt, und des_load mit des_lean_lambda zu einem Produkt des_lean_load multipliziert, oder, bei stöchiometrischem Betrieb des Verbrennungsmotors, des_lean_load mit des_load gleichgesetzt. Dann wird ein Stellwert für den Drosselklappen-Aktuator (12) bestimmt, wobei die diesem Stellwert entsprechende Drosselklappenstellung zu einer näherungsweise des_lean_load entsprechenden Ansaugluftmenge führt. Die Bestimmung erfolgt anhand eines Kennfeldes (50) mit wenigstens des_lean_load als Kennfeldeingangsvariabler. Schließlich erfolgt die Einstellung der Drosselklappe anhand des Stellwertes.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit einem Betriebsmodus mit einem im wesentlichen stöchiometrischem Luft-/Kraftstoffgemisch und einem Betriebsmodus mit magerem Luft-/Kraftstoffgemisch, wobei der Verbrennungsmotor eine elektronische Motorsteuerung aufweist, die als Eingangssignal wenigstens das Signal eines Gaspedalstellungssensors erhält und die als Ausgangssignal wenigstens einen Stellwert für einen Drosselklappen-Aktuator zur Beeinflussung der Ansaugluftmenge berechnet, und die Motorsteuerung eine Einrichtung zur Entscheidung, ob der Motor stöchiometrisch oder mager betrieben wird, aufweist.

[0002] Der Betrieb eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors mit einem möglichst mageren Gemisch - d.h. mit einem hohen Luft-/Kraftstoffverhältnis lambda - führt zu einer besseren Kraftstoffausnutzung und einem günstigerem Emissionsverhalten als es bei dem Betrieb konventionell stöchiometrisch betriebener Motoren der Fall ist. Bei höheren Motordrehzahlen und/oder Drehmomenten - z.B. bei Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs - ist jedoch üblicherweise eine Umschaltung in einen stöchiometrischen Betriebsmodus mit einem Luft-/Kraftstoffverhältnis lambda von ungefähr 1,0 erforderlich, da die Motorleistung im Magerbetrieb begrenzt ist. Im Magerbetrieb arbeitet der Motor bei dem maximal möglichen Luft-/Kraftstoffverhältnis (kurz unterhalb der sog. Laufunruhegrenze) am effizientesten. Bei stöchiometrischem Betrieb wird dagegen angestrebt, lambda möglichst nahe bei dem Wert 1,0 zu halten, damit eine effektive katalytische Abgasreinigung erfolgen kann. Deshalb soll die Umschaltung zwischen Mager- und stöchiometrischen Betrieb bzw. umgekehrt so rasch wie möglich erfolgen.

[0003] Bei einem Übergang z.B. vom stöchiometrischen Betrieb auf Magerbetrieb muß die zugeführte Luftmenge bei näherungsweise gleichbleibender Kraftstoffzufuhr vergrößert werden. Hierzu muß die elektronische Motorsteuerung die zugeführte Luftmenge beeinflussen können, was zweckmäßigerweise über eine elektronisch steuerbare Drosselklappe geschieht. Die Drosselklappenstellung soll bei einer Modusumschaltung so angepaßt werden, daß das Drehmoment des Motors im wesentlichen konstant bleibt, damit keine vom Fahrer des den Verbrennungsmotor aufweisenden Kraftfahrzeugs wahrnehmbare Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsänderung auftritt.

[0004] Bei bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird mittels eines Algorithmus aus der Gaspedalstellung und einer Mehrzahl weiterer Motorparameter wie z.B. Drehmoment, Zündwinkel und Abgasrückführungsrate bei Motoren mit Abgasrückführung das aktuelle Motordrehmoment berechnet. Je nach Betriebsmodus - mager oder stöchiometrisch - kommen dabei unterschiedliche Berechnungsroutinen für das Motordrehmoment zum Einsatz. Die Drosselklappenstellung wird bei Änderung des Betriebsmodus durch die Luftsteuerung derart korrigiert, daß das Motordrehmoment im wesentlichen konstant bleibt.

[0005] Ein Nachteil der bekannten Lösungsvorschläge ist der relativ hohe Hardware- und Softwareaufwand in der elektronischen Motorsteuerung, der für ein mathematisches Modell nötig ist, das das aktuelle Motordrehmoment aus einer Vielzahl von Motorbetriebsparametern berechnet. Auch ist der Entwicklungsaufwand erheblich und die Anpassung an veränderte Fahrzeugtypen komplex. Weiterhin treten bei bekannten Verfahren Probleme bei der Modusumschaltung während Lastwechselreaktionen (z.B. bei Beschleunigungen) auf, so daß bei den bekannten Verfahren ein Moduswechsel stöchiometrisch-mager häufig nur erlaubt wird, wenn die Motorbetriebsbedingungen für eine vorgegebene Zeit (z.B. eine Sekunde) konstant sind. Dies führt zu einer geringeren Betriebszeit des Motors im Magermodus und somit zu einer verschlechterten Kraftstoffökonomie.

[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit möglichst geringem Hard- und Softwareaufwand eine Anpassung der Luftmenge bei Modusumschaltung derart erfolgt, daß das Motordrehmoment im wesentlichen konstant bleibt und bei dem die Modusumschaltung jederzeit - also auch bei Lastwechseln - erfolgen kann.

[0007] Die Lösung der genannten Aufgabe erfolgt gemäß den Schritten a) bis c) des Patentanspruches 1.

[0008] In Schritt a) wird anhand eines Kennfeldes mit wenigstens der Gaspedalstellung als Kennfeldeingangsvariabler ein gewünschter Luftmassenwert des_load bestimmt. Bei dem Kennfeld kann es sich - wie bei allen weiteren nachfolgend diskutierten Kennfeldern auch - um einen ein- oder mehrdimensionalen Tabellenspeicher oder um eine mathematische Funktion der Kennfeldeingangsvariablen handeln. Die Variable des_load repräsentiert im stöchiometrischen Betriebsmodus näherungsweise einen Luftmassenwert zum Erreichen des bei der aktuellen Gaspedalstellung gewünschten Motordrehmoments. Dabei können Motorparameter wie z.B. die Abgasrückführrate und die Zündwinkeleinstellung, die einen nur relativ geringen Einfluß auf das Motordrehmoment haben, bei der Bestimmung von des_load vernachlässigt werden.

[0009] Bei stöchiometrischem Betrieb wird der gewünschte Luftmassenwert über ein Kennfeld in einen Stellwert für den Drosselklappen-Aktuator umgerechnet, wobei die diesem Stellwert entsprechende Drosselklappenstellung zu einer näherungsweise des_lean_load entsprechenden Ansaugluftmenge führt. Dieses Kennfeld charakterisiert somit die Strömungscharakteristik des Einlaßsystems des Verbrennungsmotors.

[0010] Im Magerbetrieb wird in Schritt b) des_load mit dem gewünschten mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda multipliziert, dessen Wert mittels eines Kennfelds bestimmt wird. Mit dem aus der Multiplikation erhaltenen Produkt des_lean_load geht man in das Kennfeld gemäß Schritt c). Dadurch wird z.B. bei einer Umschaltung stöchiometrisch-mager die Luftzufuhr in adäquatem Maße erhöht, so daß ein signifikanter Drehmomentabfall vermieden wird.

[0011] In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in den Schritten a) bis c) zusätzlich die Motordrehzahl als unabhängige Kennfeldeingangsvariable benutzt wird.

[0012] Weiterhin kann in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß bei Magerbetrieb das ermittelte magere Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda vor der Multiplikation mit des_load in Schritt b) zusätzlich mit einem Faktor eta_eng multipliziert wird, der näherungsweise dem Verhältnis zwischen dem Motorwirkungsgrad im Magerbetrieb zu dem Motorwirkungsgrad im stöchiometrischen Betrieb bei jeweils gleicher Kraftstoffzufuhr entspricht, wobei eta_eng anhand eines Kennfeldes mit wenigstens des_load und der Motordrehzahl als Kennfeldeingangsvariablen bestimmt wird. Da sich der Wirkungsgrad des Motors bei gleicher Kraftstoffzufuhr beim Übergang zum Magerbetrieb verbessert (typischerweise um ca. 10%), würde sich das Motordrehmoment im Magerbetrieb gegenüber dem stöchiometrischen Betrieb bei gleichbleibender Kraftstoffzufuhr um dieses Verhältnis vergrößern. Durch entsprechende Korrektur von des_lean_lambda kann diese Drehmomentzunahme kompensiert werden.

[0013] In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, daß schnelle zeitliche Variationen des Faktors, mit dem in Schritt b) des_load multipliziert wird, durch ein elektronisches Filterglied gedämpft werden. Eine sprunghafte Veränderung dieses Faktors tritt bei einer Modusumschaltung stöchiometrisch-mager bzw. umgekehrt auf. Um unerwünschte Motorreaktionen zu vermeiden, können diese sprunghaften Änderungen durch das elektronische Filterglied gedämpft werden. Auch kann vorgesehen sein, daß schnelle zeitliche Variationen des Signals des_load durch ein weiteres elektronisches Filterglied gedämpft werden. Damit werden schnelle Bewegungen des Gaspedals gedämpft, um unerwünschte Motorreaktionen bei extremen Lastwechseln zu vermeiden.

[0014] Weiterhin kann es zweckmäßig sein, zu dem Wert des_load vor der Multiplikation in Schritt b) einen von einer elektronischen Leerlaufdrehzahlregelung bestimmten Leerlaufluftmassenwert isc_load zu addieren, um so dem Motor die erforderliche Luftmasse für den Leerlaufbetrieb zuzuführen.

[0015] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß aus dem Ausgangssignal eines im Einlaßsystem des Verbrennungsmotors angeordneten Luftmassenstromsensors ein tatsächlicher Luftmassenwert load berechnet wird, und daß des_lean_load anhand der Differenz zwischen load und des_lean_load korrigiert wird. Diese Korrektur kann vorzugsweise durch ein PI-Regelglied erfolgen, das als Eingangssignal die Differenz zwischen des_lean_load und load erhält und dessen Ausgangswert anschließend dem Signal des_lean_load additiv überlagert wird. Auf diese Weise können Abweichungen zwischen tatsächlichen und gewünschten Luftmassenwerten, die z.B. infolge einer Vernachlässigung des Einflusses der Einlaßlufttemperatur und des Luftdrucks auftreten, kompensiert werden.

[0016] Weiterhin kann vorgesehen sein, daß bei Magerbetrieb in Schritt b) von dem gewünschten mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda ein Offsetwert subtrahiert wird, der anhand eines Kennfeldes abhängig von der Kühlwassertemperatur derart bestimmt wird, daß bei kaltem Motor niedrigere und bei warmem Verbrennungsmotor höhere Luft/Kraftstoffverhältnisse eingestellt werden. Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, daß das maximal mögliche Luft-/Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb bei kaltem Motor geringer ist als bei warmem Motor.

[0017] Im Zusammenhang mit diesem Verfahren zur Ansaugluftsteuerung kann die von Einspritz-Aktuatoren einzuspritzende Kraftstoffmenge von der elektronischen Motorsteuerung vorteilhafterweise anhand des Meßwertes eines im Einlaßsystem des Verbrennungsmotors angeordneten Luftmassenstromsensors und im Magerbetrieb anhand des gewünschten Luft-/Kraftstoffverhältnisses des_lean_lambda (vgl. Schritt b)) berechnet werden. Im stöchiometrischen Betrieb wird als gewünschtes Luft-/Kraftstoffverhältnis der Wert 1,0 zugrundegelegt. Die Kraftstoffsteuerung erfolgt also vorzugsweise nicht anhand des von der Ansaugluftsteuerung berechneten gewünschten Luftmassenwerts, sondern aufgrund eines mittels eines Luftmassenstromsensors gemessenen tatsächlichen Luftmassenwerts.

[0018] Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß nur wenige Rechen- und Kennfeldoperationen zur Ansaugluftberechnung erforderlich sind, so daß der Hard- und Softwareaufwand minimiert werden kann.

[0019] Vorteilhaft ist weiterhin, daß die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommenden Kennfelder mit verhältnismäßig geringem Entwicklungsaufwand ermittelt werden können. So ist das Kennfeld in Schritt a) im wesentlichen durch die Gaspedalcharakteristik, das Kennfeld in Schritt b) durch das Magerbetriebsverhalten des Motors und das Kennfeld in Schritt c) durch die Strömungscharakteristik des Einlaßsystems bestimmt. Bei Änderungen an diesen Parametern (z.B. Einbau einer modifizierten Drosselklappe) muß lediglich das entsprechende Kennfeld angepaßt werden.

[0020] Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß die Ansaugluftberechnung in allen Motorbetriebszuständen zuverlässig arbeitet, so daß Modusumschaltungen auch unter Lastwechselreaktionen durchführbar sind. Dadurch kann im Extremfall mehrmals pro Sekunde zwischen Mager- und stöchiometrischem Betrieb hin- und hergeschaltet werden und somit die Kraftstoffersparnis durch den Magerbetrieb maximiert werden.

[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine stark schematisierte Darstellung des Zusammenspiels der Komponenten einer elektronischen Motorsteuerung im Rahmen der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2

ein schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ansaugluftsteuerung,

Fig. 3

eine schematische Darstellung einer modifizierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0022] Eine elektronische Motorsteuerung eines nicht dargestellten Mehrzylinder-Verbrennungsmotors mit elektronisch gesteuerter Drosselklappe weist einen nicht dargestellten Mikroprozessor mit einem zugeordnetem Arbeitsspeicher RAM, und einem Festwertspeicher ROM sowie einer Vielzahl digitaler und analoger Ein- und Ausgabeports auf. Der Mikroprozessor führt gemäß Fig. 1 quasi simultan Routinen zur Kraftstoffsteuerung 2, zur Ansaugluftsteuerung 4 und zur Zündungssteuerung 6 aus. Alle Routinen können neben den in Fig. 1 dargestellten Eingangssignalen eine Vielzahl weiterer Eingangssignale erhalten, wie z.B. Motortemperatur, Kurbelwellenwinkel, Zustandswerte der Abgasreinigung usw.. Diese Eingangssignale sind der Übersichtlichkeit halber mit ... angedeutet.

[0023] In einer Routine 8 der Motorsteuerung wird abhängig von den aktuellen Motorbetriebsparametern entschieden, ob der Verbrennungsmotor im Magermodus oder im stöchiometrischen Modus betrieben werden soll. Der aktuelle Modus wird von der Routine 8 durch das binäre lean_run_flag angezeigt. Die Luftsteuerung 4 erhält über das Ausgangssignal pp (pedal position) eines Gaspedalpotentiometers den aktuellen Drehmomentwunsch des Fahrers.

[0024] In der Ansaugluftsteuerungsroutine 4 wird in einer nachstehend detaillierter beschriebenen Weise anhand des Betriebsmodus, der Pedalposition und der Motordrehzahl ein gewünschter Luftmassenwert des_load berechnet, der dann der Zündungssteuerung 6 und der Modussteuerung 8 zugeführt wird. Der so berechnete Wert des_load und die Motordrehzahl n sind die wesentlichen Parameter, die den jeweiligen Motorbetriebszustand charakterisieren. Die Luftsteuerung 4 berechnet einen gewünschten Stellwert für den Drosselklappen-Aktuator des_tp (desired throttle position), der einem Drosselklappen-Aktuator 12 mit einem Elektromotor zur Bewegung der Drosselklappe und einem Lageregler zur Kontrolle der Drosselklappenposition zugeführt wird. Die Luftsteuerung 4 berechnet weiterhin ein gewünschtes mageres Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda, das der Kraftstoffsteuerung 2 zugeführt wird.

[0025] Die Kraftstoffsteuerung 2 empfängt weiterhin das Signal maf eines im Lufteinlaßsystem angeordneten Luftmassenstromsensors 16 sowie die Motordrehzahl. Aus diesen Eingangssignalen wird die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge berechnet und durch Pulsweitenmodulation der Einspritzimpulse an Einspritz-Aktuatoren 10 ausgegeben.

[0026] Die Zündungssteuerung 6 bestimmt anhand einer Vielzahl von Eingangssignalen wie z.B. des_load, der Motordrehzahl n und in Abhängigkeit vom aktuellen Modus (lean_run_flag) die jeweiligen optimalen Zündzeitpunkte, die an die Zündanlage 14 weitergegeben werden.

[0027] In Fig. 2 ist die Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Ansaugluftsteuerungsverfahrens dargestellt. Aus der Gaspedalposition pp und der aktuellen Drehzahl wird über ein zweidimensionales Kennfeld 40 ein gewünschter Luftmassenwert ds_ld bestimmt, der im stöchiometrischen Betriebsmodus näherungsweise einen Luftmassenwert für das gewünschte Motordrehmoment repräsentiert. Der Wert ds_ld wird - wie die übrigen Luftmassenvariablen auch - zweckmäßigerweise auf den bei der jeweiligen Drehzahl maximal möglichen Luftmassenstrom bei vollständig geöffneter Drosselklappe normiert (relativer Luftmassenwert). Dadurch liegen die Werte von des_load im Bereich zwischen 0 und 1, was eine schnelle Rechnerverarbeitung mit geringen Rundungsfehlern ermöglicht. Das transiente Verhalten von ds_ld wird über ein elektronisches Filterglied 42 gedämpft, um unerwünschte Motorreaktionen bei extremen Lastwechseln zu vermeiden. An einem Additionspunkt 44 wird ein Luftmassenwert der Leerlaufdrehzahlregelung isc_load hinzuaddiert. Der so berechnete Luftmassenwert ist mit des_load bezeichnet. Im Anschluß an einen Multiplikationspunkt 48, dessen Funktion nachfolgend genauer beschrieben wird, wird der nach der Multiplikation als des_lean_load bezeichnete Luftmassenwert anhand eines zweidimensionalen Kennfeldes 50 mit des_lean_load und der Motordrehzahl n als Kennfeldeingangsvariablen in einen Stellwert für den Drosselklappen-Aktuator des_tp umgesetzt, der dann vom Drosselklappen-Aktuator umgesetzt wird. Das Kennfeld ist so gewählt, daß des_tp zu einer näherungsweise des_lean_load entsprechenden Ansaugluftmenge führt. Das Kennfeld 50 beschreibt die Strömungscharakteristik des Lufteinlaßsystems. Falls im Lufteinlaßsystem wahlweise in Wirkposition bringbare Einrichtungen vorhanden sind, die die Strömungscharakteristik im Einlaßsystem ändern (z.B. eine sog. Drallklappe (swirl control valve)), so sind zweckmäßigerweise unterschiedliche Kennfelder 50 vorzusehen.

[0028] Der Wert des_load wird am Multiplikationspunkt 48 mit dem Faktor 1,0 multipliziert, wenn durch über lean_run_flag ein stöchiometrischer Betrieb vorgegeben wird (Position 56 des schematischen Schalters 54). Bei Magerbetrieb wird dagegen über ein zweidimensionales Kennfeld 64 abhängig von den Kennfeldeingangsvariablen des_load und der Motordrehzahl n ein gewünschtes mageres Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda ermittelt. Die Kennfeldwerte für des_lean_lambda werden in Versuchsreihen so bestimmt, daß der Motor möglichst mager betrieben wird, ohne Laufunruheerscheinungen zu zeigen. Der Wert des_lean_lambda wird nachfolgend in einem Multiplikationspunkt 60 mit einem Motorwirkungsgradverhältnis eta_eng multipliziert, mittels dessen die Motorwirkungsgradveränderung beim Übergang zwischen den Betriebsmodi mager und stöchiometrisch kompensiert wird. Der Wert eta_eng wird anhand eines zweidimensionalen Kennfeldes 62 abhängig von den Kennfeldeingangsvariablen des_load und der Motordrehzahl n bestimmt. Der unkorrigierte Wert des_lean_lambda wird außerdem an die Kraftstoffsteuerung 2 weitergegeben und im Magerbetrieb zur Berechnung der benötigten Kraftstoffmenge bei gegebenem Luftmassenstrom verwendet. Durch die Multiplikation von des_load bei 48 im Magerbetrieb wird der Luftmassenstrom so angepaßt, daß das Motordrehmoment bei der Modusumschaltung im wesentlichen konstant bleibt. Um unerwünschte Motorreaktionen zu vermeiden, werden schnelle zeitliche Änderungen des Faktors, mit dem des_load bei 48 multipliziert wird, mittels eines elektronischen Filtergliedes 52 gedämpft.

[0029] In Fig. 3 ist ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Ansaugluftsteuerung. Gegenüber Fig. 2 kommt hinzu, daß des_lean_load anhand eines gemessenen tatsächlichen Luftmassenwertes load korrigiert wird. Der Wert load wird aus dem Meßwert eines im Einlaßsystem angeordneten Luftmassenstromsensors bestimmt. Auf diese Weise können Abweichungen zwischen tatsächlichen und gewünschten Luftmassenwerten, die z.B. infolge einer Vernachlässigung des Einflusses der Einlaßlufttemperatur und des Luftdrucks auftreten, kompensiert werden. Aus den Größen load und des_lean_load wird hierzu bei 72 ein Differenzsignal gebildet, das einem geeignet abgestimmten Proportional/Integralregler (PI-Regler) zugeführt wird. Das Reglerausgangssignal wird bei 74 zu des_lean_load addiert.

[0030] Ein weiterer Unterschied der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß des_lean_lambda bei 80 durch einen Offsetwert modifiziert wird, der anhand eines Kennfeldes 82 abhängig von der Kühlwassertemperatur ect (engine coolant tepmerature) derart bestimmt wird, daß bei kaltem Motor niedrigere und bei warmem Verbrennungsmotor höhere Luft/Kraftstoffverhältnisse eingestellt werden. Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, daß das maximal mögliche Luft-/Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb bei kaltem Motor geringer ist als bei warmem Motor.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit einem Betriebsmodus mit einem im wesentlichen stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffgemisch und einem Betriebsmodus mit magerem Luft-/Kraftstoffgemisch, wobei der Verbrennungsmotor eine elektronische Motorsteuerung aufweist, die als Eingangssignal wenigstens das Signal eines Gaspedalstellungssensors (18) erhält und die als Ausgangssignal wenigstens einen Stellwert für einen Drosselklappen-Aktuator (12) zur Beeinflussung der Ansaugluftmenge berechnet, und die Motorsteuerung eine Entscheidungseinrichtung (8) zur Entscheidung, ob der Motor stöchiometrisch oder mager betrieben wird, aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Bestimmen eines gewünschten Luftmassenwertes des_load, der im stöchiometrischen Betriebsmodus näherungsweise einen Luftmassenwert für das gewünschte Motordrehmoment repräsentiert, wobei die Bestimmung anhand eines Kennfeldes (40) mit wenigstens der Gaspedalstellung als Kennfeldeingangsvariabler erfolgt,

b) in Abhängigkeit von dem durch die Entscheidungseinrichtung (8) vorgegebenen Betriebsmodus: im Magermodus Bestimmen eines gewünschten mageren Luft-/Kraftstoffverhältnisses des_lean_lambda anhand eines Kennfeldes (64) mit wenigstens des_load als Kennfeldeingangsvariabler, und multiplizieren von des_load mit dem Faktor des_lean_lambda zu einem Produkt des_lean_load, oder, im stöchiometrischem Modus Multiplikation von des_load mit dem Faktor 1,0 zu dem Produkt des_lean_load, und

c) Bestimmen eines Stellwerts für den Drosselklappen-Aktuator (12), wobei die diesem Stellwert entsprechende Drosselklappenstellung zu einer näherungsweise des_lean_load entsprechenden Ansaugluftmenge führt, anhand eines Kennfeldes (50) mit wenigstens des_lean_load als Kennfeldeingangsvariabler und Einstellung der Drosselklappe anhand des so bestimmten Stellwertes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schritten a) bis c) zusätzlich die Motordrehzahl als unabhängige Kennfeldeingangsvariable benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Magerbetrieb das ermittelte magere Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda vor der Multiplikation mit des_load in Schritt b) zusätzlich mit einem Faktor eta_eng multipliziert wird, der näherungsweise dem Verhältnis zwischen dem Motorwirkungsgrad im Magerbetrieb zu dem Motorwirkungsgrad im stöchiometrischen Betrieb bei jeweils gleicher Kraftstoffzufuhr entspricht, wobei eta_eng anhand eines Kennfeldes (62) mit wenigstens des_load und der Motordrehzahl als Kennfeldeingangsvariablen bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß schnelle zeitliche Variationen des Faktors, mit dem in Schritt b) des_load multipliziert wird, durch ein elektronisches Filterglied (52) gedämpft werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Wert des_load vor der Multiplikation in Schritt b) ein von einer elektronischen Leerlaufdrehzahlregelung (44) bestimmter Leerlaufluftmassenwert isc_load addiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Ausgangssignal eines im Einlaßsystem des Verbrennungsmotors angeordneten Luftmassenstromsensors (16) ein tatsächlicher Luftmassenwert load berechnet wird, und daß des_lean_load anhand der Differenz zwischen load und des_lean_load korrigiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur durch ein PI-Regelglied (70) erfolgt, das als Eingangssignal die Differenz zwischen des_lean_load und load erhält und dessen Ausgangswert anschließend dem Signal des_lean_load additiv überlagert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Magerbetrieb in Schritt b) von dem gewünschten mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda ein Offsetwert subtrahiert wird, der anhand eines Kennfeldes (82) abhängig von der Kühlwassertemperatur derart bestimmt wird, daß bei kaltem Motor niedrigere und bei warmem Verbrennungsmotor höhere Luft/Kraftstoffverhältnisse eingestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Motorsteuerung eine Einrichtung (2) zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge aufweist, die als Eingangssignal wenigstens den Meßwert eines im Einlaßsystem des Verbrennungsmotors angeordneten Luftmassenstromsensors (16) und das gewünschte Luft-/Kraftstoffverhältnis des_lean_lambda im Magerbetrieb erhält und als Ausgangssignal einen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge entsprechenden Wert zur Ansteuerung der Einspritz-Aktuatoren (10) berechnet.

Zeichnung