DE10001283A1

DE10001283A1 - Verfahren zur Verbrennungsaussetzererkennung bei mehrzylindrigen Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE10001283A1
Application number: DE10001283A
Authority: DE
Inventors: Heiko Oertel; Andrea Lohmann; Juergen Schwabe; Ralf Schnee; Uwe Buck; Peter Wiltsch; Heinz Viel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2020-01-15
Also published as: US6450017B2; FR2803876A1; DE10001283B4; US20010008082A1; JP2001221097A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennungsaussetzererkennung bei mehrzylindrigen Verbrennungsmotoren, bei dem aus motorintern ermittelten Daten für die Laufunruhe einzelner Zylinder durch einen Vergleich mit Schwellwerten zu in einem Kennfeld gespeicherten Betriebspunkten Verbrennungsaussetzer erkannt werden, wobei die Verbrennungsaussetzererkennung unterhalb einer drehzahlabhängigen Null-Last-Kennlinie ausgeblendet wird. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Null-Last-Kennlinie während des Fahrzeugbetriebes permanent an die real vorhandene niedrigste Last bei entsprechenden Drehzahlwerten angepasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbren nungsaussetzererkennung bei mehrzylindrigen Ver brennungsmotoren mit den im Oberbegriff des Anspru ches 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Verfahren zur Verbrennungsaussetzererkennung mit den gattungsbildenden Merkmalen sind prinzipiell im Stand der Technik bekannt. Die Verfahren basieren im wesentlichen darauf, daß aus motorintern ermit telten Werten für die Laufunruhe einzelner Zylinder des Verbrennungsmotors durch einen Vergleich mit festgelegten Schwellwerten Verbrennungsaussetzer in dem Falle erkannt werden, in dem die ermittelten Laufunruhewerte den Schwellwert überschreiten. Die Schwellwerte sind üblicherweise für einzelne Be triebspunkte des Verbrennungsmotors in einem Kenn feld gespeichert.

Die für die Verbrennungsaussetzererkennung maßgeb lichen Laufunruhewerte für einzelne Zylinder werden unter Nutzung der Erkenntnis gewonnen, daß eine nicht erfolgende oder unvollständige Verbrennung innerhalb eines Zylinders eines Verbrennungsmotors charakteristische Änderungen des Drehmomentverlau fes des Motors gegenüber dem Normalbetrieb mit sich bringt. Durch den Vergleich der Drehmomentverläufe bzw. dem Beitrag, den einzelne Zylinder zum Drehmo ment leisten, kann somit zwischen Normalbetrieb des Verbrennungsmotors ohne Aussetzer und dem ausset zerbehafteten Betrieb unterschieden werden. Die Un terschiede im Drehmomentverlauf werden durch Er mittlung von Segmentzeiten bestimmt, wobei berück sichtigt wird, daß ein infolge eines Aussetzers auftretender niedrigerer Drehmomentbeitrag eine Verlängerung der Segmentzeiten der Kurbelwelle mit sich bringt, wobei einem Kurbelwellensegment je weils die Kolbenbewegung einzelner Zylinder während der drehmoment-produzierenden Expansionsphase ent spricht. Aus den gemessenen Segmentzeiten werden die Laufunruhewerte einzelner Zylinder in dem Fach mann bekannter Weise ermittelt und in einem an schließenden Verfahrensschritt mit oben genannten Schwellwerten verglichen. Derartige Verfahren zur Verbrennungsaussetzererkennung haben sich prinzipi ell bewährt und werden im positiven Lastbereich des Verbrennungsmotors oberhalb einer sogenannten Null- Last-Kennlinie angewendet. Unterhalb der für jeden Fahrzeugmotor individuell festgelegten Null-Last- Kennlinie wird die Aussetzererkennung ausgeblendet. Bei der Ermittlung der maßgellichen Null-Last-Kenn linie ist zu berücksichtigen, daß bei bestimmten Motorsystemen (z. B. bei λ = 1-Systemen) die Lastinformation von äußeren Gegebenheiten abhängig ist. Als äußere Gegebenheiten sind hierbei der Um gebungsdruck und somit der dem Abgas entgegenste hende Gegendruck zu verstehen.

Darüber hinaus hat die Praxis gezeigt, daß im leer laufnahen Drehzahlbereich das Null-Last-Niveau durchaus von Fahrzeug zu Fahrzeug geringfügig schwanken kann.

Aus diesen Rahmenbedingungen ergibt sich die Pro blematik, daß eine Verbrennungsaussetzererkennung im Bereich der Null-Last-Kennlinie u. U. zu früh oder zu spät ausgeblendet wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet hinsichtlich dieser Problematik den Vorteil, daß durch Anpassung der Null-Last-Kennlinie während des Fahrzeugbetrie bes permanent an die real vorhandenen niedrigsten Lasten bei entsprechenden Drehzahlwerten eine für alle Betriebszustände genaue Null-Last-Kennlinie ermittelt wird, so daß die Verbrennungsaussetzerer kennung immer in den gesetzlich vorgeschriebenen Bereichen aktiv ist und es nicht zu einer Fehler kennung durch eine fehlerhafte Ausblendung kommen kann.

Durch die permanente Überwachung des Null-Last-Ni veaus können auch fahrzeugspezifische Unterschiede ebenso wie unterschiedliche Umgebungsdrücke, beispielsweise durch verschiedene Höhenlagen, berück sichtigt werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß für aktuelle Drehzahl punkte reale Lastwerte rl gemessen werden und mit den aus der gespeicherten Kennlinie ermittelten Null-Last-Werten rl_K verglichen werden, wobei die Unterschreitung der Lastwerte rl unter die Null- Last-Werte rl_K eine Übernahme der Lastwerte rl in die Kennlinienwerte bewirkt. Auf diese Weise kann durch einfache bauliche Maßnahmen innerhalb eines Motormanagement-Systems die Null-Last-Kennlinie je weils für die untersten Lastpunkte apliziert wer den, wobei über entsprechende Filterung die Null- Last-Werte der Kennlinie in Richtung der real auf tretenden niedrigen Lasten adaptiert werden können.

Da bei hohen Drehzahlen der Bereich der Null-Last- Kennlinie selten tangiert wird, hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, daß für niedrige Drehzahlen, vorzugsweise im Leerlaufbereich, beim Vergleich der gemessenen Null-Last-Werte rl mit den aus der Kennlinie ermittelten Null-Last-Werten rl_K eine Differenz Δrl = (rl - rl_K) bestimmt wird, und aus dieser Differenz Δrl für höhere Drehzahlen ein korrigierter Null-Last-Wert rl_NEU = (rl_K + Δrl) er mittelt wird, welcher in die Null-Last-Kennlinie übernommen wird. Auf diese Weise wird die im Leer lauf vorhandene Differenz der realen Lastwerte mit den Kennlinien-Lastwerten für den gesamten Drehzahlbereich berücksichtigt. Voraussetzung für die Anwendung ist jedoch, sicherzustellen, daß zusätz liche Verbraucher innerhalb eines Kraftfahrzeuges, die zu einem höheren Leerlauf-Drehzahl-Niveau füh ren könnten, bei der Bestimmung der realen Null- Last-Werte rl ausgeschaltet sind. Darüber hinaus kann es für bestimmte Anwendungszwecke zweckmäßig sein, die ermittelte Differenz Δrl aus dem Leerlauf-Niveau nur zu einem festgelegten Prozent satz für die Neubestimmung der Null-Last-Kennlinie zu nutzen.

Zeichnungen

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an hand der beigefügten Zeichnungen in zwei Ausfüh rungsvarianten näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: ein Blockschaltbild für den Verfahrensab lauf zur Überprüfung und Anpassung der Null-Last-Kennlinie an real existierende Betriebsbedingungen und

Fig. 2: ein Blockschaltbild einer zweiten Ausfüh rungsvariante des Verfahrens mit Adaption der Null-Last-Kennlinie im Leerlauf und der Übertragung der Ergebnisse auf höhere Drehzahlniveaus.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist als Blockbaustein 1 schematisch ein Speicherbaustein dargestellt, in der das Kenn feld der ursprünglich applizierten Null-Last-Kennlinie mit den Kennlinien-Null-Last-Werten rl_K dreh zahlabhängig gespeichert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, in Abhängigkeit von bestimmten aktuellen Drehzahlpunkten tatsächliche Null-Last- Werte rl zu ermitteln. Diese tatsächlichen Null- Last-Werte rl werden in einem Auswertebaustein 2 mit den sich aus der Null-Last-Kennlinie in Abhän gikeit der der tatsächlichen Drehzahl u ergebenden Null-Last-Werten rl_K verglichen. Ergibt dieser Vergleich, daß die tatsächlichen Null-Last-Werte rl kleiner sind als die Werte rl_K aus der Kennlinie und sollte auch eine mehrmalige Überprüfung jeweils das gleiche Ergebnis ergeben, so wird für den ent sprechenden Drehzahlpunkt der neu ermittelte tat sächliche Null-Last-Wert rl in die Kennlinie über nommen. Dies geschieht in einer gesonderten Zuwei seungseinheit 4.

Sollte es sich in der Praxis ergeben, daß für be stimmte Drehzahlpunkte, insbesondere in höheren Drehzahlbereichen, der Null-Last-Bereich selten tangiert wird, so lässt sich durch die im Rahmen der Fig. 2 dargestellte Ausführungsvariante auch für diesen Anwendungsfall eine Adaption der realen Null-Last-Werte auf die ursprünglich vorhandene Null-Last-Kennlinie durchführen.

Ausgangspunkt des Verfahrens ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ein Blockbaustein 1, in dem im Rahmen eines Kennlinienfeldes die Null-Last-Kennli nie appliziert ist. Analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird bei der weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls ein tatsächlicher Null-Last-Wert rl ermittelt, wobei die Ermittlung dieses Wertes bei Leerlauf-Drehzahl des Verbrennungsmotors erfolgt, wobei gleichzeitig sichergestellt werden muss, daß zusätzliche das Leerlauf-Last-Niveau erhöhende Verbraucher ausge schaltet sind. Die tatsächlichen Null-Last-Werte rl werden mit dem aus der Null-Last-Kennlinie ge wonnenen Null-Last-Wert rl_K in einem Auswertebau stein 2 analog dem Verfahren der Fig. 1 vergli chen. Sollte es sich ergeben, daß der tatsächlich ermittelte Null-Last-Wert rl kleiner ist als der aus der Kennlinie ermittelte Wert rl_K, so wird in einem zusätzlichen Verfahrensschritt im Berech nungsblock 3 ein Differenzwert Δrl gebildet, der sich aus der Formel

Δrl = rl - rl_K

ergibt. Zeigt der Vergleich zwischen den tatsäch lichen Null-Last-Werten rl und den aus der Kennli nie bestimmten Werten rl_K über einen gewissen Zeit raum, daß die tatsächlichen Null-Last-Werte rl per manent kleiner sind als die durch die Null-Last- Kennlinie vorgegebenen Werte rl_K, so wird in einer Zuweisungseinheit 4 ein neuer Null-Last-Wert rl_NEU als Summe des Kennlinien-Null-Last-Wertes rl und der berechneten Differenz Δrl festgelegt:

rl_NEU = rl + Δrl

Diese Festlegung des neuen Null-Last-Wertes rl er folgt für alle oberhalb des Leerlauf-Drehzahl- Niveaus liegenden Null-Last-Kennwerte, so daß sich eine korrigierte Null-Last-Kennlinie ergibt. Für bestimmte Anwendungsfälle kann es auch vorteilhaft sein, nicht den gesamten Differenzwert Δrl für die Bestimmung des neuen Null-Last-Wertes rl_NEU zu nut zen, sondern nur einen bestimmten Prozentsatz des für Δrl ermittelten Wertes.

Die Entscheidung, welcher Prozentsatz für die Neu berechnung Berücksichtigung findet, ist vom Motor entwickler in Abhängigkeit von gegebenen Rahmenbe dingungen festzulegen.

Claims

1. Verfahren zur Verbrennungsaussetzererken nung bei mehrzylindrigen Verbrennungsmoto ren, bei dem aus motorintern ermittelten Daten für die Laufunruhe einzelner Zylinder durch einen Vergleich mit Schwellwerten zu in einem Kennfeld gespeicherten Betriebs punkten Verbrennungsaussetzer erkannt wer den, wobei die Verbrennungsaussetzererken nung unterhalb einer drehzahlabhängigen Null-Last-Kennlinie ausgeblendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Null-Last-Kennlinie während des Fahr zeugbetriebes permanent an die real vorhan dene niedrigste Last bei entsprechenden Drehzahlwerten angepasst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für aktuelle Drehzahlpunkte reale Lastwerte rl gemessen werden und mit den aus der ge speicherten Kennlinie ermittelten Null- Last-Werten rl_K verglichen werden, wobei Unterschreitung der Lastwerte rl unter die Null-Last-Werte rl_K eine Übernahme der Lastwerte rl in die Kennlinienwerte be wirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für niedrige Drehzahlen vorzugsweise im Leerlaufbereich beim Vergleich der gemesse nen Lastwerte rl mit den aus der Kennlinie ermittelten Null-Last-Werten rl_K eine Dif ferenz Δrl = (rl - rl_K) bestimmt wird und aus der Differenz Δrl für höhere Drehzahlen mit dem Null-Last-Wert rl_K ein korrigierter Null-Last-Wert rl_Neu = (rl_K + Δrl) ermittelt wird, der in die Null-Last-Kennlinie über nommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der korrigierte Null-Last-Wert rl_NEU aus dem Kennlinien-Null-Last-Wert rl_K und einer Teilmenge der berechneten Differenz Δrl ge bildet wird.