AT520434B1 - METHOD FOR DETECTING AND DETECTING PREVIOUS IGNITION EVENTS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Detektion von Vorzündungsereignissen in zumindest einem Brennraum (3) einer Brennkraftmaschine (1), wobei Flammlicht von Entflammungen im Brennraum (3) über eine definierte Anzahl an Arbeitszyklen (CY) optisch erfasst und die optischen Flammlichtsignale (I) analysiert werden. Um auf möglichst einfache Weise irregulärer Verbrennungsereignisse rasch und mit hoher Genauigkeit zu erkennen werden aus der Gesamtmenge aller optischen Flammlichtsignale (I) jene Flammlichtsignale herausgefiltert, welche regulären Verbrennungen zuzuordnen sind. Die verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale werden irregulären Verbrennungen zugeordnet.The invention relates to a method for detecting and detecting pre-ignition events in at least one combustion chamber (3) of an internal combustion engine (1), wherein flame light of flames in the combustion chamber (3) over a defined number of working cycles (CY) optically detected and the optical flame light signals (I ) to be analyzed. In order to detect irregular combustion events quickly and with high accuracy in the simplest possible way, those flame signals which are to be assigned to regular burns are filtered out of the total quantity of all optical flame light signals (I). The remaining filtered flame signals are assigned to irregular burns.

Description

(57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Detektion von Vorzündungsereignissen in zumindest einem Brennraum (3) einer Brennkraftmaschine (1), wobei Flammlicht von Entflammungen im Brennraum (3) über eine definierte Anzahl an Arbeitszyklen (CY) optisch erfasst und die optischen Flammlichtsignale (I) analysiert werden.(57) The invention relates to a method for the detection and detection of pre-ignition events in at least one combustion chamber (3) of an internal combustion engine (1), the flame light from inflammations in the combustion chamber (3) being detected optically over a defined number of work cycles (CY) and the optical Flame light signals (I) are analyzed.

Um auf möglichst einfache Weise irregulärer Verbrennungsereignisse rasch und mit hoher Genauigkeit zu erkennen werden aus der Gesamtmenge aller optischen Flammlichtsignale (I) jene Flammlichtsignale herausgefiltert, welche regulären Verbrennungen zuzuordnen sind. Die verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale werden irregulären Verbrennungen zugeordnet.In order to recognize irregular combustion events quickly and with high accuracy in the simplest possible way, those flame light signals which are to be assigned to regular burns are filtered out of the total amount of all optical flame light signals (I). The remaining filtered flame light signals are assigned to irregular burns.

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Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Detektion von Vorzündungsereignissen in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei Flammlicht im Brennraum über eine definierte Anzahl an Arbeitszyklen optisch erfasst und die optischen Flammlichtsignale analysiert werden, wobei aus der Gesamtmenge aller optischen Flammlichtsignale jene Flammlichtsignale herausgefiltert werden, welche regulären Verbrennungen zuzuordnen sind und die verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale irregulären Verbrennungen zugeordnet werden.Description: The invention relates to a method for the detection and detection of pre-ignition events in a combustion chamber of an internal combustion engine, flame light in the combustion chamber being optically detected over a defined number of working cycles and the optical flame light signals being analyzed, those flame light signals being filtered out of the total amount of all optical flame light signals which regular burns are to be assigned and the remaining filtered flame light signals are assigned to irregular burns.

[0002] Irreguläre Verbrennung, also Vorentflammung durch Selbstzündung und das damit oft verbundene Superklopfen bei hoch aufgeladenen Brennkraftmaschinen, wird bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen nicht durch den Zündfunken eingeleitet, sondern vorzeitig durch andere Zündquellen im Brennraum oder Gaswechselsystem. Die Ursachen der irregulären Verbrennung reichen von verzögerter Verbrennung, Zündfehlfunktion, Restgas, heiße Stellen bis zu Motoröl und Kraftstoffansammlungen und -ablagerungen. Die entstehenden Druckspitzen führen zu extremer Materialbelastung von Zylinder, Kolben, Pleuel und Lagern und verursachen frühzeitigen Verschleiß und Motorschäden. Um teure Motorreparaturen zu vermeiden müssen irreguläre Verbrennungsphänomene so früh wie möglich erkannt und die Ursachen dafür festgestellt werden.Irregular combustion, that is pre-ignition by auto-ignition and the associated super knocking in supercharged internal combustion engines, is not initiated in spark-ignited internal combustion engines by the ignition sparks, but prematurely by other ignition sources in the combustion chamber or gas exchange system. The causes of irregular combustion range from delayed combustion, ignition malfunction, residual gas, hot spots to engine oil and fuel accumulations and deposits. The resulting pressure peaks lead to extreme material loads on the cylinder, piston, connecting rod and bearings and cause premature wear and engine damage. In order to avoid expensive engine repairs, irregular combustion phenomena must be recognized as early as possible and the causes for this determined.

[0003] Das Auftreten von Frühzündungs- und Superklopfzyklen zu vermeiden, ist zunächst einmal eine Aufgabe, die in der Motorentwicklungsphase durchgeführt wird. Da jedoch einige RDE-Testsituationen (RDE=Road Driving Emission) außerhalb des Rahmens von vorausschauenden Motortests liegen, besteht ein gewisses Restrisiko dass im RDE-Betrieb von Fahrzeugen irreguläre Verbrennungsereignisse auftreten können. Um mögliche Motorschäden zu vermeiden, ist es notwendig, das Auftreten von frühzeitigen Verbrennungsereignissen genau festzustellen und zu protokollieren.Avoiding the occurrence of pre-ignition and super knock cycles is first of all a task that is carried out in the engine development phase. However, since some RDE test situations (RDE = Road Driving Emission) are outside the scope of predictive engine tests, there is a certain residual risk that irregular combustion events can occur in the RDE operation of vehicles. In order to avoid possible engine damage, it is necessary to precisely determine and record the occurrence of early combustion events.

[0004] Insbesondere beim Kaltstart der Brennkraftmaschine bei niedrigen Umgebungstemperaturen können Fehlzündungen auftreten, welche nicht nur den Startvorgang und die Abgasemissionen beeinträchtigen, sondern auch in nachfolgenden Arbeitszyklen zu Vorzündungen führen können.In particular, when the internal combustion engine is cold started at low ambient temperatures, misfires can occur, which not only impair the starting process and the exhaust gas emissions, but can also lead to pre-ignition in subsequent work cycles.

[0005] Die DE 31 08 460 A1 offenbart ein Verfahren zum Erkennen von klopfender Verbrennung während des Betriebes einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, wobei die von den Brennraumgasen emittierte Strahlung erfasst wird. Aus den erfassten Strahlungsteilen werden nur die während des Klopfens auftretenden Strahlungsteile ausgefiltert und weiterverarbeitet.[0005] DE 31 08 460 A1 discloses a method for detecting knocking combustion during the operation of a spark-ignition internal combustion engine, the radiation emitted by the combustion chamber gases being detected. Only the radiation parts occurring during the knocking are filtered out from the detected radiation parts and processed further.

[0006] Die DE 40 42 025 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Auswertung des Verbrennungszustandes der Flamme in einer Brennkraftmaschine. Das von der Flamme emittierte Licht wird von einem Abtastelement abgetastet und in wenigstens zwei Lichtstrahlen aufgetrennt. In den Strahlengängen für die beiden Lichtstrahlen sind Lichtfilter zur selektiven Übertragung von Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge vorgesehen. Die durch die Lichtleiter übertragenen Lichtsignale werden über Wandler in elektrische Signale umgewandelt.DE 40 42 025 A1 describes a device for evaluating the combustion state of the flame in an internal combustion engine. The light emitted by the flame is scanned by a scanning element and separated into at least two light beams. Light filters for the selective transmission of light beams of different wavelengths are provided in the beam paths for the two light beams. The light signals transmitted through the light guides are converted into electrical signals via converters.

[0007] Die AT 515732 A2 zeigt ein Verfahren zum Erfassen von Verbrennungsvorgängen im Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei über zumindest zwei optische Sensoren Flammintensitäten in unterschiedlichen Messvolumina im Brennraum des Zylinders erfasst werden.AT 515732 A2 shows a method for detecting combustion processes in the combustion chamber of an internal combustion engine, with flame intensities in different measurement volumes in the combustion chamber of the cylinder being detected via at least two optical sensors.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem auf möglichst einfache Weise irreguläre Verbrennungsereignisse rasch und mit hoher Genauigkeit erkannt werden können.The object of the present invention is to provide a method with which irregular combustion events can be detected quickly and with high accuracy in the simplest possible way.

[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass alle Flammlichtsignale, die innerhalb eines Arbeitszyklus nach einem definierten Zündzeitpunkt auftreten, einer regulären Verbrennung zugeordnet. Auf der Basis der verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale wird zumindest ein Arbeitszyklus mit irregulärer Verbrennung identifiziert.According to the invention, this object is achieved on the basis of the method mentioned at the outset in that all flame light signals which occur within a working cycle after a defined ignition timing are assigned to regular combustion. At least one working cycle with irregular combustion is identified on the basis of the remaining filtered flame light signals.

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Patentamt [0010] Besonders vorteilhaft ist es, wenn Flammlichtsignale durch mehrere optische Sensoren, vorzugsweise optische Ein- und Mehrkanalsensoren, erfasst werden, wobei vorzugsweise gleichzeitig mit den Flammlichtsignalen auch ein Zündsignal des jeweiligen Brennraums aufgezeichnet wird. Günstigerweise kann weiters vorgesehen sein, dass zumindest zwei optische Sensoren verschiedene Brennraumbereiche optisch erfassen.It is particularly advantageous if flame light signals are detected by a plurality of optical sensors, preferably optical single and multi-channel sensors, an ignition signal of the respective combustion chamber preferably also being recorded simultaneously with the flame light signals. It can also be advantageously provided that at least two optical sensors optically detect different combustion chamber areas.

[0011] In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass von zumindest zwei optischen Sensoren die optischen Flammlichtsignale, die einer irreguläre Verbrennung in zumindest einem Arbeitszyklus zuordenbar sind, miteinander verglichen werden und aus dem zeitlichen Verlauf der Intensität der Signale eine Aussage über den Ausgangspunkt der irregulären Verbrennung getroffen wird.In an embodiment of the invention it is provided that the optical flame light signals, which can be assigned to an irregular combustion in at least one working cycle, are compared to one another by at least two optical sensors and a statement about the starting point of the signal from the temporal course of the intensity of the signals irregular combustion.

[0012] Eine rasche und genaue Identifizierung von irregulären Verbrennungsereignissen lässt sich realisieren, wenn die Flammlichtsignale von zumindest einem optischen Sensor, die zumindest zwischen dem oberen Totpunkt des Gaswechsels und dem Zeitpunkt der Vorentflammung auftreten, aufintegriert bzw. aufsummiert werden, und dass auf der Basis des aufintegrierten bzw. aufsummierten Flammlichtsignals eine Klassifizierung der möglichen Ursache der Vorentflammung vorgenommen wird.A rapid and accurate identification of irregular combustion events can be realized if the flame light signals from at least one optical sensor, which occur at least between the top dead center of the gas change and the time of the pre-ignition, are integrated or added up, and that on the basis a classification of the possible cause of the pre-ignition is carried out on the integrated or added up flame light signal.

[0013] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand des in den nicht einschränkenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained below with reference to the embodiment shown in the non-limiting figures.

[0014] Darin zeigen: [0014] Therein show: [0015] Fig. 1 Figure 1 einen Verbrennungsverlauf in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine für einen Arbeitstakt, a course of combustion in a combustion chamber of an internal combustion engine for a work cycle, [0016] Fig. 2 Figure 2 eine nach Sensorkanälen aufgelöste visuelle Erfassung einer irregulären Verbrennung bei einem Arbeitstakt, visual detection of irregular combustion during a work cycle, broken down by sensor channels, [0017] Fig. 3 Figure 3 eine kanalaufgelöste visuelle Erfassung einer normalen Verbrennung bei einem Arbeitstakt, a channel-resolved visual recording of normal combustion during a work cycle, [0018] Fig. 4 4 eine kanalaufgelöste visuelle Erfassung der Verbrennung über mehrere Arbeitszyklen, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsvariante, a channel-resolved visual recording of the combustion over several working cycles, using the method according to the invention in a first embodiment variant, [0019] Fig. 5 Figure 5 das Detail V der kanalaufgelösten visuelle Erfassung der Verbrennung aus Fig. 4, the detail V of the channel-resolved visual detection of the combustion from FIG. 4, [0020] Fig. 6 Figure 6 eine kanalaufgelöste visuelle Erfassung der Verbrennung über drei Arbeitszyklen, a channel-resolved visual recording of the combustion over three working cycles, [0021] Fig. 7 Figure 7 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und a device for performing the method according to the invention, and [0022] Fig. 8a - Fig. 8c Figures 8a-8c einen optischen Ein- und optische Mehrkanalsensoren in verschiedenen Schrägansichten. an optical single and optical multi-channel sensors in different oblique views.

[0023] Fig. 1 zeigt den kurbelwinkelaufgelösten Verlauf der Verbrennungs- und Flammsignale im Bereich des oberen Totpunktes der Verbrennung in einem Brennraum 3 einer Brennkraftmaschine 1, wobei die Wärmefreisetzung dQ, der Zylinderdruck p, und die Lichtintensität I mehrerer in den Brennraum mündenden optischen Mehrkanalsensoren 4 (s. Fig. 7, 8) über dem Kurbelwinkel KW aufgetragen ist. Dabei werden vorgemischte Flammlichtsignale l_v und DiffusionsFlammsignale l_D erfasst.Fig. 1 shows the crank angle-resolved course of the combustion and flame signals in the area of top dead center of combustion in a combustion chamber 3 of an internal combustion engine 1, the heat release dQ, the cylinder pressure p, and the light intensity I of several optical multi-channel sensors opening into the combustion chamber 4 (see FIGS. 7, 8) is plotted over the crank angle KW. Premixed flame light signals l _v and diffusion flame signals l _D are recorded.

[0024] Fig. 2 zeigt die visuelle Erfassung einer irregulären Verbrennung in einem Brennraum in einem Arbeitstakt, wobei die Flammlichtsignale I (Lichtintensität) der optischen Mehrkanalsensoren 4 über dem Kurbelwinkel KW aufgetragen sind. Im oberen Teil der Fig. 2 und 3 ist jeweils der Verlauf des Zündspulenstroms IGN dargestellt. Mit OS ist der Beginn der optischen Erkennung der Flammenfront bezeichnet, welche deutlich vor dem Zündzeitpunkt SA liegt. Die Flammenfront ist somit auf eine Vorentflammung PI des Gemisches durch Selbstzündung zuFig. 2 shows the visual detection of an irregular combustion in a combustion chamber in one work cycle, the flame light signals I (light intensity) of the optical multi-channel sensors 4 are plotted over the crank angle KW. The course of the ignition coil current IGN is shown in the upper part of FIGS. 2 and 3. With OS the beginning of the optical detection of the flame front is designated, which is clearly before the ignition point SA. The flame front is thus towards a pre-ignition PI of the mixture by self-ignition

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Patentamt rückzuführen. Zum Vergleich ist in Fig. 3 ein normaler Verbrennungsverlauf ohne irregulärer Verbrennung gezeigt - der Beginn OS der visuellen Erfassung der Flammenfront liegt deutlich nach dem Zündzeitpunkt SA. Im unteren Teil der Fig. 2 und 3 sind die kanalaufgelösten Flammlichtsignale I der mehrere Messkanäle VC bedienenden optischen Mehrkanalsensoren 4 über dem Kurbelwinkel KW dargestellt.Patent office. For comparison, a normal combustion process without irregular combustion is shown in FIG. 3 - the beginning OS of the visual detection of the flame front is clearly after the ignition point SA. In the lower part of FIGS. 2 and 3, the channel-resolved flame light signals I of the optical multi-channel sensors 4 serving a plurality of measuring channels VC are shown above the crank angle KW.

[0025] Das Auftreten einer Vorentflammung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zündverzug ID, welcher als Differenz zwischen Beginn OS der Entflammung und dem Zündzeitpunkt SA definiert ist, negativ wird:The occurrence of a pre-ignition is characterized in that the ignition delay ID, which is defined as the difference between the start OS of the ignition and the ignition point SA, becomes negative:

[0026] ID=OS-SA [0027] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass aus der Gesamtmenge aller optischen Flammlichtsignale I jene Flammlichtsignale herausgefiltert werden, welche regulären Verbrennungen zuzuordnen sind. Diese sind alle Signale, welche von den optischen Ein- oder Mehrkanalsensoren 4 in einem Arbeitstakt nach dem Zündzeitpunkt SA erfasst werden. Die verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale I werden irregulären Verbrennungen zugeordnet.The method according to the invention provides that those flame light signals which are to be assigned to regular burns are filtered out of the total amount of all optical flame light signals I. These are all signals which are detected by the optical single or multi-channel sensors 4 in one work cycle after the ignition point SA. The remaining filtered flame light signals I are assigned to irregular burns.

[0028] Auf der Basis der verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale I wird zumindest ein Arbeitszyklus mit irregulärer Verbrennung identifiziert.On the basis of the remaining filtered flame light signals I, at least one working cycle with irregular combustion is identified.

[0029] Fig. 4 ist für eine Abfolge von beispielsweise 500 Arbeitszyklen CY der indizierte Zylindermitteldruck IMEP, der Zündzeitpunkt SA, der Beginn OS der Entflammung und das integrale optische Flammlichtsignal IOS aller optischer Mehrkanalsensoren 4 vor dem Beginn der Entflammung OS über den Arbeitszyklen CY aufgetragen. Erkannt wird eine Vorentflammung durch den Umstand, dass der Beginn der Entflammung OS vor dem Zündzeitpunkt SA festgestellt wird. Dies ist in den Fig. 4 bis 6 im Zyklus CY = 407 der Fall. Für den Fall, dass die Entflammung, wie in einem regulären Verbrennungszyklus üblich, erst nach dem Zündzeitpunkt auftritt, wird ein eventuell vorhandenes Lichtsignal des Zündfunkens im integralen Signal IOS ausgeblendet.Fig. 4 is for a sequence of, for example, 500 working cycles CY the indicated cylinder mean pressure IMEP, the ignition point SA, the start OS of the ignition and the integral optical flame light signal IOS of all optical multi-channel sensors 4 before the start of the ignition OS over the working cycles CY , A pre-ignition is recognized by the fact that the start of the ignition OS is determined before the ignition point SA. This is the case in FIGS. 4 to 6 in the cycle CY = 407. In the event that the ignition, as is usual in a regular combustion cycle, only occurs after the ignition point, any light signal from the ignition spark which is present is masked out in the integral signal IOS.

[0030] Durch die Aufsummierung der optischen Flammlichtsignale I aller optischen Mehrkanalsensoren 4 bzw. aller Messkanäle VC im Kurbelwinkelintervall von Gaswechsel OT bis zum Zeitpunkt der Entflammung (OS) - zum integralen optischen Flammlichtsignal IOS - lässt sich feststellen, ob in einzelnen Arbeitszyklen CY Leuchtsignale auftreten, bevor die Entflammung OS beginnt. Das Signal IOS liefert damit einen Hinweis auf mögliche Ursachen für das Auslösen der aus dem Signal des Zündverzugs ID = OS - SA erkannten Frühzündung.By summing the optical flame light signals I of all optical multi-channel sensors 4 or all measuring channels VC in the crank angle interval from gas exchange OT to the time of ignition (OS) - to the integral optical flame light signal IOS - it can be determined whether CY light signals occur in individual working cycles before the ignition OS starts. The signal IOS thus provides an indication of possible causes for the triggering of the early ignition recognized from the signal of the ignition delay ID = OS - SA.

[0031] Im in Fig. 4 dargestellten Anwendungsbeispiel weist der Arbeitszyklus CY=407 irreguläre Verbrennungsereignisse auf, wie mit dem Pfeil angedeutet ist. In der kanalaufgelösten Darstellung im unteren Bereich der Fig. 4 lassen sich die Vorentflammungsereignisse durch punktförmige oder strichförmige Signalspuren erkennen. Fig. 5 zeigt den Ausschnitt V aus Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung. Als Ursache für die Vorentflammung ist daraus das Vorhandensein von glühenden Ablagerungen interpretierbar. Im Beispiel ist für den Arbeitszyklus CY = 407 in Fig. 4 und Fig. 5 ist somit erkennbar:In the application example shown in Fig. 4, the duty cycle CY = 407 irregular combustion events, as indicated by the arrow. In the channel-resolved representation in the lower area of FIG. 4, the pre-ignition events can be recognized by punctiform or line-shaped signal tracks. FIG. 5 shows section V from FIG. 4 on an enlarged scale. The presence of glowing deposits can be interpreted as the cause of the pre-ignition. In the example for the work cycle CY = 407 in FIGS. 4 and 5 it can thus be seen:

[0032] · Frühzündung, weil OS vor SA auftritt;[0032] · Early ignition because OS occurs before SA;

[0033] · Im Arbeitszyklus 406 und 407 sind Signale erkennbar, die auf glühende Fremdteile im Brennraum hinweisen, welche als Ursache für die Frühzündung in Zyklus 407 in Frage kommen.· In the working cycle 406 and 407 signals can be seen that indicate glowing foreign parts in the combustion chamber, which are the cause of the pre-ignition in cycle 407.

[0034] Auf der Basis des aufintegrierten Flammlichtsignals IOS kann eine Klassifizierung der möglichen Ursache der Vorentflammung vorgenommen werden. Die Klassifizierung der möglichen Ursachen erfolgt aus der Beobachtung, dass Fremdteile im Brennraum zu Glühspuren führen. Diese werden mit dem Signal IOS erkannt. Somit lassen sich folgende Ursachen der Vorentflammung identifizieren:On the basis of the integrated flame light signal IOS, the possible cause of the pre-ignition can be classified. The possible causes are classified based on the observation that foreign parts in the combustion chamber lead to glow marks. These are recognized with the IOS signal. The following causes of pre-ignition can thus be identified:

[0035] 1. Ablagerungen1. Deposits

2. Öleintrag2. Oil entry

3. Thermodynamische Ursachen: Wärmeeintrag durch3. Thermodynamic causes: heat input through

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a. Temperatur der Ladelufta. Charge air temperature

b. Wandwärme im Hochlastbetriebb. Wall heat in high load operation

c. Mangelhafte Kühlung der Zündkerze, Auslassventile, Kolbenc. Insufficient cooling of the spark plug, exhaust valves, pistons

d. Restgas (EGR) [0036] In Fig. 6 sind für die aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen CY=406, CY=407 und CY=408 die Flammlichtsignale I in einer kanalaufgelösten Darstellung gezeigt. Der flammlichtlose Bereich ist mit A bezeichnet. Rechts vom im jeweiligen Messkanal VC identifizierten Beginn OS_Vc der Entflammung ist der Flammbereich B eingezeichnet. Im Arbeitszyklus CY=406 beträgt die Differenz ID=0 zwischen dem Beginn OS der Entflammung und dem Zündzeitpunkt SA, es handelt sich somit um einen Grenzfall. Im Arbeitszyklus CY=407 ist die Differenz ID negativ und das integrierte optische Flammlichtsignal IOS weist einen Maximalwert auf. Im Arbeitszyklus CY=408 ist die Verbrennung wieder regulär.d. Residual gas (EGR) In FIG. 6, the flame light signals I are shown in a channel-resolved representation for the successive working cycles CY = 406, CY = 407 and CY = 408. The flame-free area is labeled A. The flame area B is shown to the right of the start OS _V c of the ignition identified in the respective measuring channel VC. In the work cycle CY = 406, the difference ID = 0 between the beginning of the ignition OS and the ignition point SA, so it is a borderline case. In the working cycle CY = 407, the difference ID is negative and the integrated optical flame light signal IOS has a maximum value. In the work cycle CY = 408, the combustion is regular again.

[0037] Fig. 7 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit mehreren Zylindern 2, wobei in jedem Zylinder 2 eine Flammlichtmessung durchgeführt wird. Zu diesem Zwecke mündet in den Brennraum 3 jedes Zylinders 2 ein optischer Mehrkanalsensor 4 ein, welcher beispielsweise in eine Zündkerze integriert sein kann. Jeder Sensor 4 steht mit einer MehrkanalSignalauswerteeinrichtung 5 in Verbindung, welche Zugriff auf eine Datenbank 6 hat, in welcher Mustersignale von Flammlichtsignalen abgelegt sind. Der Mehrkanalsensor 4 weist einen im Wesentlichen fächerartigen Erfassungsbereich mit zylindersegment- oder kegelsegmentförmigen Messsegmenten 8, 9 auf, wobei vorzugsweise acht Messsegmente 8 fächerartig in Umfangsrichtung um den Sensor 4 und ein Messsegment 9 in axialer Richtung, also in Richtung des Kolbens 10, angeordnet sind, wie insbesondere in den Fig. 8a, 8b und 8c gezeigt ist. Jedes Messsegment 8, 9 ist dabei einem Messkanal zugeordnet. Dadurch ist es möglich, Informationen über die Lichtintensität aus unterschiedlichen Bereichen des Brennraumes 3 zu gewinnen und auszuwerten.7 schematically shows an internal combustion engine 1 with a plurality of cylinders 2, a flame light measurement being carried out in each cylinder 2. For this purpose, an optical multi-channel sensor 4 opens into the combustion chamber 3 of each cylinder 2 and can be integrated, for example, in a spark plug. Each sensor 4 is connected to a multichannel signal evaluation device 5, which has access to a database 6, in which pattern signals of flame light signals are stored. The multichannel sensor 4 has an essentially fan-shaped detection area with measuring segments 8, 9 in the form of a cylinder segment or a cone segment, preferably eight measuring segments 8 being arranged in a fan-like manner in the circumferential direction around the sensor 4 and a measuring segment 9 in the axial direction, that is to say in the direction of the piston 10, as shown in particular in Figures 8a, 8b and 8c. Each measuring segment 8, 9 is assigned to a measuring channel. This makes it possible to obtain and evaluate information about the light intensity from different areas of the combustion chamber 3.

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Patentansprücheclaims

Claims (5)

Patentamt PatentansprüchePatent Office Claims 1. Verfahren zur Erkennung und Detektion von Vorzündungsereignissen in zumindest einem Brennraum (3) einer Brennkraftmaschine (1), wobei Flammlicht von Entflammungen im Brennraum (3) über eine definierte Anzahl an Arbeitszyklen (CY) optisch erfasst und die optischen Flammlichtsignale (I) analysiert werden, wobei aus der Gesamtmenge aller optischen Flammlichtsignale (I) jene Flammlichtsignale herausgefiltert werden, welche regulären Verbrennungen zuzuordnen sind und die verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale irregulären Verbrennungen zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass alle Flammlichtsignale (I), die innerhalb eines Arbeitszyklus (CY) nach einem definierten Zündzeitpunkt (SA) auftreten, einer regulären Verbrennung zugeordnet werden.1. Method for the detection and detection of pre-ignition events in at least one combustion chamber (3) of an internal combustion engine (1), wherein flame light from inflammations in the combustion chamber (3) is optically detected over a defined number of working cycles (CY) and the optical flame light signals (I) are analyzed are, from the total amount of all optical flame light signals (I) those flame light signals are filtered out which are to be assigned to regular burns and the remaining filtered flame light signals are to be assigned to irregular burnings, characterized in that all flame light signals (I) which within a working cycle (CY) after occur at a defined ignition timing (SA), can be assigned to regular combustion. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis der verbleibenden gefilterten Flammlichtsignale (I) zumindest ein Arbeitszyklus (CY) mit irregulärer Verbrennung identifiziert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that on the basis of the remaining filtered flame light signals (I) at least one working cycle (CY) with irregular combustion is identified. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Flammlichtsignale (I) durch verschiedene optische Sensoren, vorzugsweise optische Ein- und Mehrkanalsensoren (4), erfasst werden, wobei besonders vorzugsweise gleichzeitig mit den optischen Flammlichtsignalen (I) auch ein Zündsignal des jeweiligen Brennraums aufgezeichnet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that flame light signals (I) by different optical sensors, preferably optical single and multi-channel sensors (4), are detected, particularly preferably simultaneously with the optical flame light signals (I) also an ignition signal of respective combustion chamber is recorded. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von zumindest zwei optischen Sensoren die optischen Flammlichtsignale (I), die einer irreguläre Verbrennung in zumindest einem Arbeitszyklus (CY) zuordenbar sind, miteinander verglichen werden und aus dem zeitlichen Verlauf der Intensitätverlauf der optischen Flammlichtsignale (I) eine Aussage über den Ausgangsort der irregulären Verbrennung getroffen wird.4. The method according to claim 3, characterized in that from at least two optical sensors, the optical flame light signals (I), which can be assigned to an irregular combustion in at least one working cycle (CY), are compared with one another and from the time profile the intensity profile of the optical flame light signals (I) a statement is made about the starting point of the irregular combustion. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammlichtsignale (I) von zumindest einem optischen Sensor, die zumindest zwischen dem oberen Totpunkt eines Gaswechsels und dem Zeitpunkt der Vorentflammung (OS) auftreten, aufintegriert werden, und dass auf der Basis des aufintegrierten Flammlichtsignals (I) eine Klassifizierung der möglichen Ursache der Vorentflammung vorgenommen wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the flame light signals (I) from at least one optical sensor, which occur at least between the top dead center of a gas change and the time of pre-ignition (OS), are integrated, and that on the basis of the integrated flame light signal (I) the possible cause of the pre-ignition is classified. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen6 sheets of drawings 5/115/11 AT 520 434 B1 2019-04-15 österreichischesAT 520 434 B1 2019-04-15 Austrian PatentamtPatent Office