DE102006024956A1

DE102006024956A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006024956A1
Application number: DE102006024956A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kettl; Hong Dr. Zhang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-05-30
Also published as: CN101454557A; EP2029873A1; US7853393B2; DE102006024956B4; CN101454557B; US20090319151A1; WO2007137912A1

Abstract

Eine Brennkraftmaschine hat mehrere Zylinder. Mindestens ein Zylinder ist als Referenzzylinder ausgebildet, dem ein aktiver Zylinderdrucksensor zugeordnet ist. Den übrigen Zylindern ist je ein passiver Zylinderdrucksensor zugeordnet. Den Zylindern ist mindestens je ein Stellglied zugeordnet. Ein Kurbelwellenwinkelsensor ist vorgesehen. In einem quasistationären Betriebszustand (BZ_STAT) der Brennkraftmaschine wird eine Gleichstellung von Zylindersegmentzeitdauern (T_SEG_i) durchgeführt, die den einzelnen Zylindern zugeordnet sind, durch Eingriff in mindestens ein Stellsignal eines Stellglieds, das dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist. Ferner wird in dem quasi-stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine das Messsignal (MS_P_CYL_REF) des aktiven Zylinderdrucksensors den jeweiligen Messsignalen (MS_P_CYL_k) der passiven Zylinderdrucksensoren zugeordnet. Darüber hinaus erfolgt eine Anpassung einer Signalverarbeitung der Messsignale (MS_P_CYL_k) der passiven Zylinderdrucksensoren abhängig jeweiligen in dem quasi-stationären Betriebszustand (BZ_STAT) erfassten Messsignalen der passiven Zylinderdrucksensoren und dem zugeordneten Messsignal (MS_P_CYL_REF) des aktiven Zylinderdrucksensors.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern. Eine derartige Brennkraftmaschine kann beispielsweise Benzin- oder Diesel-betrieben sein. Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen beim Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, dass die Schadstoffemissionen verringert werden, die während der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine entstehen. Zum anderen sind in Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Allen Ansätzen ist gemeinsam, dass eine präzise Ermittlung von Betriebsgrößen, wie insbesondere einer Last der Brennkraftmaschine, dazu beitragen können, die Schadstoffemissionen in geeigneter Art und Weise gering zu halten.
Ferner machen auch hohe Anforderungen im Hinblick auf den Fahrkomfort ein präzises Ermitteln der Betriebsgrößen, wie insbesondere der in der Brennkraftmaschine anliegenden Last, erforderlich.
Im Hinblick auf geringere Rohemissionen bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches werden sehr hohe Einspritzdrü cke, spezielle Bauformen der Injektoren, eine immer weiter zunehmende Anzahl an Einspritzungen pro Arbeitsspiel, eine verbesserte Gemischaufbereitung, höhere Abgasrückführraten und in diesem Zusammenhang auch Brennverfahren, wie das Raumzündverfahren, das auch als Homogenius Charge Compression Ignition bezeichnet wird, eingesetzt. All diesen Ansätzen ist gemeinsam, dass eine sehr genaue Kenntnis des Zylinderdrucks beziehungsweise des Zylinderdruckverlaufs während der Verbrennung sehr wichtig ist.
In Abhängigkeit von der Flammenausbreitung bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches und dem mit dem Kolbenweg veränderlichen Volumen des Brennraums des jeweiligen Zylinders ergibt sich ein zeitlicher Druckverlauf, der stark abhängig ist von der Füllung des Brennraums. Der Zylinderdruckverlauf spiegelt die Summe aus vielen Einflussgrößen auf das motorische Betriebsverhalten wider und eignet sich so sehr gut auch als Führungsgröße zum Steuern der Brennkraftmaschine. Wichtig ist hierzu jedoch eine zum einen zuverlässige und zum anderen kostengünstige Erfassung des Zylinderdrucks.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern zu schaffen, die beziehungsweise das einfach ist und dennoch einen präzisen Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 oder 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern aus, bei denen mindestens ein Zylinder als Referenzzylinder ausgebildet ist, der sich dadurch auszeichnet, dass ihm ein aktiver Zylinderdrucksensor zugeordnet ist. Den übrigen Zylindern ist je ein passiver Zylinderdrucksensor zugeordnet.
Ein aktiver Zylinderdrucksensor zeichnet sich dadurch aus, dass sein Messsignal bereits im aktiven Zylinderdrucksensor geeignet konditioniert, also aufbereitet wird. Zu diesem Zweck ist im Sensorelement im Rahmen des Zylinderdrucksensors bevorzugt eine entsprechende Elektronik zugeordnet. Darüber hinaus ist der aktive Zylinderdrucksensor bereits bei seiner Herstellung kalibriert worden, insbesondere präzise kalibriert worden. Aus diesem Grund ist der aktive Zylinderdrucksensor weniger kostengünstig als die passiven Zylinderdrucksensoren. Diese passiven Zylinderdrucksensoren verfügen jedoch im Gegensatz dazu nur über eine vergleichsweise minimale oder gar keine Konditionierung des entsprechenden Messsignals und sind nicht oder nur deutlich unpräziser während der Herstellung kalibriert. Die Konditionierung des jeweiligen Messsignals der jeweiligen passiven Zylinderdrucksensoren und auch die Kalibrierung erfolgt dann während des Betriebes, bevorzugt in einer Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine. Somit sind sie insgesamt betrachtet deutlich kostengünstiger als die aktiven Zylinderdrucksensoren.
Den Zylindern der Brennkraftmaschine ist ferner mindestens je ein Stellglied zugeordnet. Ferner ist ein Kurbelwellenwinkelsensor vorgesehen. In einem quasi-stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfolgt eine Gleichstellung von Zylindersegmentzeitdauern, die den einzelnen Zylindern zugeordnet sind, durch Eingriff in zumindest ein Stellsignal eines Stellglieds, das dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist. Ge eignete Stellglieder können beispielsweise ein Einspritzventil oder auch eine Zündkerze sein. Ein quasi-stationärer Betriebszustand zeichnet sich dadurch aus, dass die Drehzahl sich über die entsprechenden Arbeitszyklen während des quasi-stationären Betriebszustands nicht oder nur unwesentlich ändert und entsprechend eine nahezu gleich bleibende Last an der Brennkraftmaschine anliegt.
Durch das Gleichstellen der Zylindersegmentzeitdauern der einzelnen Zylinder kann sichergestellt werden, dass auch die einzelnen Drehmomentbeiträge durch die jeweiligen Zylinder zu dem gesamt erzeugten Drehmoment der Brennkraftmaschine gleich sind. Als Zylindersegment wird derjenige Kurbelwellenwinkelbereich innerhalb eines Arbeitsspiels einer Brennkraftmaschine bezeichnet, während dessen das jeweils erzeugte Drehmoment je einem Zylinder zuzuordnen ist. Der Kurbelwellenwinkelbereich, den ein Zylindersegment einnimmt, beträgt bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine vorzugsweise 180° Kurbelwellenwinkel (720 Grad Kurbelwellenwinkel KW geteilt durch die Anzahl der Zylinder). Beim Überlappen der Zylindersegmente kann dann der Kurbelwellenwinkelbereich für eine 4-Zylinder Brennkraftmaschine sogar mehr als 180° Kurbelwellenwinkel, Z. B. 240°KW betragen.
Ferner erfolgt dann weiterhin in dem quasi-stationären Betriebszustand ein Zuordnen des Messsignals des aktiven Zylinderdrucksensors zu den Messsignalen der passiven Zylinderdrucksensoren.
Während oder dann im Anschluss an den quasi-stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfolgt eine Anpassung der Signalverarbeitung der Messsignale der passiven Zylinderdrucksensoren abhängig von den jeweiligen in dem quasi- stationären Betriebszustand (BZ_STAT) erfassten Messsignalen der passiven Zylinderdrucksensoren (40-42) und dem zugeordneten Messsignal des aktiven Zylinderdrucksensors. Auf diese Weise kann sehr einfach – mit nur mindestens einem aktiven Zylinderdrucksensor – eine sehr präzise Signalverarbeitung auch der Messsignale der passiven Zylinderdrucksensoren gewährleistet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine lineare Messsignal zu Last-Zuordnung des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors im Hinblick auf seinen Achsabschnitt oder seine Steigung angepasst. So kann, wenn entweder der Achsabschnitt oder die Steigung als korrekt bekannt sind, die Steigung beziehungsweise der Achsabschnitt der linearen Messsignal zu Last-Zuordnung besonders einfach angepasst werden, und hierzu kann gegebenenfalls auch nur ein Paar an erfassten Messsignalen der jeweiligen passiven Zylinderdrucksensoren und dem Messsignal des aktiven Zylinderdrucksensors ausreichen, so dass die Anpassung sehr schnell durchgeführt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Anpassen der Signalverarbeitung der Messsignale der passiven Zylinderdrucksensoren abhängig von den zugeordneten Messsignal-Paaren des aktiven Zylinderdrucksensors und des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors durchgeführt, die in mindestens zwei verschiedenen quasi-stationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine mit unterschiedlicher Last ermittelt wurden. Dies ermöglicht eine noch präzisere Anpassung der Signalverarbeitung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein linearer Messsignal zu Last Zuordnung des je weiligen passiven Zylinderdrucksensors im Hinblick auf ihren Achsabschnitt und ihre Steigung angepasst. Somit kann die lineare Messsignal zu Last-Zuordnung bezüglich all ihrer Freiheitsgrade angepasst werden und insbesondere eine vollständige Kalibration durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden für verschiedene Werte des jeweiligen Messsignals des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors Korrekturwerte ermittelt und zwar abhängig von dem jeweiligen Messsignal des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors und dem zugeordneten Messsignal des aktiven Zylinderdrucksensors. Nachfolgend erfolgt die Zuordnung des jeweiligen Messsignals des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors zu der Last abhängig von den jeweiligen Korrekturwerten. Auf diese Weise kann auch sehr einfach eine präzise Anpassung der Signalverarbeitung erfolgen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Brennkraftmaschine,
2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine und
3 ein weiteres Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 18 und gegebenenfalls eine Zündkerze 19. Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
In dem Abgastrakt 4 ist ein Katalysator 21 vorgesehen.
Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen und von diesen abgeleitete Größen. Die Steuervorrichtung ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder der Brennkraftmaschine mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet sein.
Die Brennkraftmaschine hat mehrere Zylinder Z1-Z4, wobei dem jeweiligen Zylinder Z1-Z4 dann jeweils entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls auch Sensoren zugeordnet sind.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom von aufwärts der Drosselklappe erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwinkelwellensensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet wird, und ein zweiter Temperatursensor 38, welcher im Kurbelgehäuse die Temperatur erfasst.
Ferner ist einem Zylinder Z1, der als Referenzzylinder ausgebildet ist, ein aktiver Zylinderdrucksensor 39 zugeordnet. Den übrigen Zylindern Z2 bis Z4 ist je ein passiver Zylinderdrucksensor 40 bis 42 zugeordnet.
Eine Abgassonde 43 ist vorgesehen, die in dem Katalysator 21 angeordnet sein kann oder auch stromaufwärts des Katalysators 21 angeordnet sein kann und die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst.
Je nach Ausführungsform der Brennkraftmaschine kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 18 oder die Zündkerze 19. Insbesondere im Falle einer Dieselbetriebenen Brennkraftmaschine kann auch auf die Drosselklappe 5 und die Zündkerze 19 verzichtet sein.
Ein Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist in einem Speicher der Brennkraftmaschine gespeichert und wird wäh rend des Betriebs der Brennkraftmaschine in der Steuervorrichtung 25 abgearbeitet. Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Das in 2 dargestellte Programm kann beispielsweise in vorgegebenen Zeitabständen während des Betriebs der Brennkraftmaschine in dem Schritt S1 gestartet werden, es kann jedoch auch abhängig davon gestartet werden, wenn vorgegebene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine vorgegebene Werte einnehmen.
In einem Schritt S2 wird geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine in einem Betriebszustand BZ befindet, der ein quasi-stationärer Betriebszustand BZ_STAT ist. Ein quasi-stationärer Betriebszustand BZ_STAT ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl betrachtet über die Arbeitszyklen der Brennkraftmaschine im wesentlichen konstant bleibt und auch die Last im wesentlichen konstant bleibt.
Ist die Bedingung des Schrittes S2 nicht erfüllt, so wird das Programm bevorzugt in dem Schritt S12 beendet. Ist die Bedingung des Schrittes S2 hingegen erfüllt, so erfolgt in einem Schritt S4 ein Gleichstellen von Zylindersegmentzeitdauern T_SEG_i, die den einzelnen Zylindern Z1 bis Z4 zugeordnet sind, durch Eingriff in mindestens ein Stellsignal eines Stellglieds, das dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 zugeordnet ist.
In diesem Zusammenhang ist ein "i" ein Platzhalter für den jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4, und könnte auch in Form eines Index angegeben sein. Somit kann "i" im Falle des Vorhandenseins von vier verschiedenen Zylindern beispielsweise Werte zwischen 1 und 4 annehmen.
Bevorzugt erfolgt das Gleichstellen der Zylindersegmentzeitdauern T_SEG_i durch Anpassen des Stellsignals des dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 zugeordneten Stellsignals zum Ansteuern des jeweiligen Einspritzventils 19. Auf diese Weise kann beispielsweise die zuzumessende Kraftstoffmasse oder auch die auf den Kurbelwellenwinkel 8 bezogene Lage des Zumessens des Kraftstoffs in einer das durch den jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 Drehmoment-beeinflussenden Weise verändert werden und so eine Gleichstellung der einzelnen Drehmomentbeiträge erfolgen, die in den jeweiligen Zylindern Z1 bis Z4 erzeugt werden durch die Verbrennung des jeweiligen Luft-/Kraftstoff-Gemisches. Dies hat dann auch eine Gleichstellung der jeweiligen Zylindersegmentzeitdauern T_SEG_i zur Folge.
Gegebenenfalls kann alternativ oder zusätzlich auch die auf den Kurbelwellenwinkel 8 bezogene Lage des Zündens des jeweiligen Luft/Kraftstoff-Gemisches verändert werden und so die Gleichstellung der einzelnen Drehmomentbeiträge erfolgen, die in den jeweiligen Zylindern Z1 bis Z4 erzeugt werden durch die Verbrennung des jeweiligen Luft-/Kraftstoff-Gemisches.
In einem Schritt S6 werden dann, unter der Voraussetzung, dass sich die Brennkraftmaschine weiterhin in dem quasi-stationären Betriebszustand BZ_STAT befindet, Messsignale MS_P_CYL_k der passiven Zylinderdrucksensoren 40-42 der jeweiligen übrigen Zylinder dem Messsignal MS_P_CYL_REF des aktiven Zylinderdrucksensors 39 des Referenzzylinders zugeordnet. Auf diese Weise werden somit in dem Schritt S6 entsprechende Messsignalpaare für jeden der übrigen Zylinder Z2 bis Z4 erzeugt, die dann in einem Schritt S8 verwendet werden.
Ein nachgestelltes "k" bezeichnet in diesem Zusammenhang einen Platzhalter – im Folgenden als I-Platzhalter bezeichnet – für die übrigen Zylinder Z2 bis Z4 im Zusammenhang mit dem Messsignal MS_P_CYL_k des passiven Zylinderdrucksensors 40 bis 42 und könnte auch in Form eines Indexes angegeben sein.
In einem Schritt S8 erfolgt dann ein Anpassen an eine Signalverarbeitung der Messsignale MS_P_CYL_k der übrigen Zylinder, denen je ein passiver Zylinderdrucksensor 40 bis 42 zugeordnet ist. Der Schritt S8 kann während des quasi-stationären Betriebszustandes BZ_STAT durchgeführt werden, muss jedoch nicht während des quasi-stationären Betriebszustandes BZ_STAT durchgeführt werden. In dem Schritt S8 kann beispielsweise entweder ein jeweiliger Achsabschnitt OFFS_k oder eine jeweilige Steigung ST_k einer linearen Messsignal zu Last-Zuordnung des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors 40 bis 42 abhängig von dem zugeordneten Messsignal MS_P_CYL_REF des aktiven Zylinderdrucksensors 39 durchgeführt werden. Grundsätzlich können die Messsignale MS_P_CYL_k und MS_P_CYL_REF sowohl der passiven als auch der aktiven Zylinderdrucksensoren 39 bis 42 beispielsweise einen während des jeweiligen Arbeitsspiels des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 maximalen Zylinderdruck oder beispielsweise auch einen über dieses gemittelten Zylinderdruck repräsentieren.
Ferner können die Messsignale MS_P_CYL_REF und MS_P_CYL_k des aktiven Zylinderdrucksensors 39 und der jeweiligen passiven Zylinderdrucksensoren 40 bis 42 für die Zwecke der Durchführung des Schrittes S8 auch beispielsweise über mehrere Arbeitsspiele gemittelt sein unter der Voraussetzung des Vorliegens der gleichen Last und des quasi-stationären Betriebszustandes BZ_STAT. Beispielsweise wird in dem Schritt S8 die jeweilige Steigung ST_k ermittelt, wie es anhand der Formel gemäß des Schrittes S10 dargestellt ist. Dabei bezeichnet LOAD_REF eine Referenzlast, die dem Messsignal MS_P_CYL_REF des aktiven Zylinderdrucksensors 39 zugeordnet ist.
Mittels der in dem Schritt S8 angepassten Steigung ST_k oder dem in dem Schritt S8 angepassten Achsabschnitt OFFS_k wird dann im folgenden Betrieb der Brennkraftmaschine die Signalverarbeitung der Messsignale MS_P_CYL_k der passiven Zylinderdrucksensoren 40 bis 42 durchgeführt und so die entsprechende Last, die den jeweiligen übrigen Zylindern Z2 bis Z4 zugeordnet ist, ermittelt.
In einem Schritt S12 wird das Verfahren anschließend beendet.
Ein weiteres Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine wird im Folgenden näher anhand der 3 erläutert. Es werden im Folgenden nur die Unterschiede im Vergleich zu dem Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine gemäß dem Ablaufdiagramm der 2 näher erläutert. Das Programm wird in einem Schritt S14 gestartet entsprechend dem Schritt S1. Der Schritt S16 entspricht dem Schritt S2. Ist die Bedingung des Schrittes S16 nicht erfüllt, so erfolgt bevorzugt die weitere Bearbeitung in einem Schritt S17, in dem das Programm für eine vorgebbare Wartezeitdauer verharrt. Die Wartezeitdauer ist so vorgegeben, dass die Bedingung des Schrittes S16 nach einer vorgebbaren Zeitdauer dann wieder erneut geprüft wird. Im Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes S17 wird der Schritt S16 erneut abgearbeitet.
Ist die Bedingung des Schrittes S16 hingegen erfüllt, so erfolgt in einem Schritt S18 die Gleichstellung der Zylindersegmentzeitdauern T_SEG_i analog zu dem Schritt S4. In einem Schritt S20 werden dann die Messsignale MS_P_CYL_k_m der passiven Zylinderdrucksensoren dem Messsignal MS_P_CYL_REF_m des aktiven Zylinderdrucksensors 39 zugeordnet, wobei "m" ein Platzhalter ist, der auch in Form eines Indexes vorhanden sein könnte, und repräsentativ ist für eine gewünschte Anzahl an Messsignalpaaren für den jeweiligen übrigen Zylinder Z2 bis Z4 und der im Folgenden als M-Platzhalter bezeichnet ist. MG präsentiert jedoch einen maximalen Platzhalterwert, im Folgenden als maximaler M-Platzhalterwert bezeichnet.
Der Schritt S20 korrespondiert ansonsten zu dem Schritt S6. In einem Schritt S22 wird geprüft, ob der M-Platzhalter m bereits größer oder gleich ist dem maximalen M-Platzhalterwert MG. Dies ist der Fall, wenn eine entsprechend dem maximalen M-Platzhalterwert MG entsprechende Anzahl an Messsignalpaaren für den jeweiligen übrigen Zylinder Z2 bis Z4 bei aufeinander folgenden Durchläufen des Schrittes S20 ermittelt worden ist. Wichtig ist hierbei jedoch, dass die Messsignalpaare in mindestens zwei verschiedenen quasi-stationären Betriebszuständen BZ_STAT der Brennkraftmaschine mit unterschiedlicher Last ermittelt wurden. Dementsprechend kann in dem Schritt S16 auch noch zusätzlich abgefragt werden, ob seit der letztmaligen Einnahme des quasi-stationären Betriebszustandes nun der quasi-stationäre Betriebszustand BZ_STAT mit einer anderen Last eingenommen wird. Der maximale M-Platzhalterwert MG kann beispielsweise den Wert 2 einnehmen, mit der Folge, dass der M-Platzhalter m die Werte 1 und 2 einnehmen kann. Der maximale M-Platzhalterwert MG kann jedoch auch größere Werte als 2 einnehmen; aber ist jedoch vorgegeben.
Ist die Bedingung des Schrittes S22 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S16 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S22 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S24 das Anpassen der Signalverarbeitung der Messsignale MS_P_CYL_k abhängig von den zugeordneten Messsignal paaren des aktiven Zylinderdrucksensors 39 und des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors 40 bis 42 durchgeführt, die in mindestens zwei verschiedenen quasi-stationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine mit unterschiedlicher Last in bei Durchlaufen des Schrittes S20 ermittelt wurden. Der Schritt S24 korrespondiert ansonsten zu dem Schritt S8.
Bevorzugt wird in dem Schritt S24 im Falle einer linearen Messsignal zu Last-Zuordnung des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors 40 bis 42 diese im Hinblick sowohl auf seinen jeweiligen Achsabschnitt OFFS_k als auch seine Steigung ST_k angepasst. Dazu werden bevorzugt die den jeweiligen übrigen Zylindern Z2 bis Z4 zugeordneten Messsignalpaare herangezogen. Falls der maximale M-Platzhalterwert MG in diesem Fall größer als 2 ist, kann auch eine Approximation der Messsignal zu Last-Zuordnung erfolgen. Ansonsten können die jeweiligen Achsabschnitte OFFS_k und Steigungen ST_k durch Lösen des so gegebenen Gleichungssystems mit zwei Gleichungen repräsentiert durch die entsprechenden Messwertpaare gelöst werden.
In einem Schritt S26 wird die Bearbeitung anschließend beendet.
Alternativ können statt dem Schritt S24 auch in einem Schritt S28 Korrekturwerte KOR_k_n ermittelt werden. "n" ist hier ein Platzhalter für die verschiedenen Korrekturwerte, die jeweils einem der übrigen Zylinder Z2 bis Z4 zugeordnet sind für verschiedene Lasten, im Folgenden als N-Platzhalter bezeichnet.
Der N-Platzhalter "n" kann dabei Werte von 1 bis zu einem maximalen Platzhalterwert NG einnehmen, der vorgegeben ist und der im Folgenden als maximaler N-Platzhalterwert bezeichnet ist. Der maximale N-Platzhalterwert NG kann kleiner oder gleich sein dem maximalen M-Platzhalterwert MG. Bevorzugt ist jedoch der maximale N-Platzhalterwert NG gleich dem maximalen M-Platzhalterwert MG. In diesem Fall wird dann der jeweilige Korrekturwert KOR_k_n abhängig von dem jeweiligen Messsignal MS_P_CYL_REF_m aus dem m-ten Messsignal des aktiven Zylinderdrucksensors 39 in dem diesen zugeordneten für den jeweiligen übrigen Zylinder Z2 bis Z4 zugeordneten Messsignal MS_P_CYL_k_m des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors 40 bis 42 ermittelt. Auf diese Weise werden für jeden passiven Zylinderdrucksensor 40 bis 42 in dem Schritt S18 für die NG-verschiedenen Lasten Korrekturwerte KOR_k_n ermittelt, die dann im weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine bei der Messsignalverarbeitung der Messsignale MS_P_CYL_k der jeweiligen passiven Zylinderdrucksensoren berücksichtigt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern (Z1 bis Z4), bei denen mindestens ein Zylinder (Z1) als Referenzzylinder ausgebildet ist, dem ein aktiver Zylinderdrucksensor (39) zugeordnet ist, und den übrigen Zylindern (Z2 bis Z4) je ein passiver Zylinderdrucksensor (40 bis 42) zugeordnet ist, wobei den Zylindern (Z1 bis Z4) mindestens je ein Stellglied zugeordnet ist und ein Kurbelwellenwinkelsensor (36) vorgesehen ist, bei dem – in einem quasi-stationären Betriebszustand BZ_STAT der Brennkraftmaschine: -- eine Gleichstellung von Zylindersegmentzeitdauern (T_SEG_i) durchgeführt wird, die den einzelnen Zylindern (Z1 bis Z4) zugeordnet sind, durch Eingriff in mindestens ein Stellsignal eines Stellglieds, das dem jeweiligen Zylinder (Z1 bis Z4) zugeordnet ist, -- das Messsignal (MS_P_CYL_REF) des aktiven Zylinderdrucksensors (39) den Messsignalen (MS_P_CYL_k) der passiven Zylinderdrucksensoren (40 bis 42) zugeordnet wird, – eine Anpassung einer Signalverarbeitung der Messsignale (MS_P_CYL_k) der passiven Zylinderdrucksensoren (40 bis 42) abhängig von den jeweiligen in dem quasi-stationären Betriebszustand (BZ_STAT) erfassten Messsignalen der passiven Zylinderdrucksensoren (40-42) und dem zugeordneten Messsignal (MS_P_CYL_REF) des aktiven Zylinderdrucksensors (39) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine lineare Messsignal zu Last Zuordnung des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors (40 bis 42) im Hinblick auf seinen Achsabschnitt (OFFS_k) oder seine Steigung (ST_k) angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Anpassen der Signalverarbeitung der Messsignale (MS_P_CYL_k) abhängig von den zugeordneten Messsignalpaaren des aktiven Zylinderdrucksensors (39) und des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors (40 bis 42) durchgeführt wird, die in mindestens zwei verschiedenen quasi-stationären Betriebszuständen (BZ_STAT) der Brennkraftmaschine mit unterschiedlicher Last ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem eine lineare Messsignal zu Last Zuordnung des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors (40 bis 42) im Hinblick auf seinen Achsabschnitt (OFFS_k) und seine Steigung (ST_k) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem für verschiedene Werte des jeweiligen Messsignals (MS_P_CYL_k) des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors (40 bis 42) Korrekturwerte (KOR_k_n) ermittelt werden, abhängig von den jeweiligen Messsignalen (MS_P_CYL_k_m) des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors (40 bis 42) und des jeweiligen zugeordneten Messsignals (MS_P_CYL_REF_m) des aktiven Zylinderdrucksensors (39), und nachfolgend die Zuordnung des jeweiligen Messsignals (MS_P_CYL_k) des jeweiligen passiven Zylinderdrucksensors (40 bis 42) zu der Last abhängig von den jeweiligen Korrekturwerten (KOR_k_n) erfolgt.
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern (Z1 bis Z4), bei denen mindestens ein Zylinder (Z1) als Referenzzylinder ausgebildet ist, dem ein aktiver Zylinderdrucksensor (39) zugeordnet ist, und den übrigen Zylindern (Z2 bis Z4) je ein passiver Zylinderdrucksensor (40 bis 42) zugeordnet ist, wobei den Zylindern (Z1 bis Z4) mindestens je ein Stellglied zugeordnet ist und ein Kurbel wellenwinkelsensor (36) vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, – in einem quasi-stationären Betriebszustand (BZ_STAT) der Brennkraftmaschine: – eine Gleichstellung von Zylindersegmentzeitdauern (T_SEG_i) durchzuführen, die den einzelnen Zylindern (Z1 bis Z4) zugeordnet sind, durch Eingriff in mindestens ein Stellsignal eines Stellglieds, das dem jeweiligen Zylinder (Z1 bis Z4) zugeordnet ist, -- zum Zuordnen des Messsignals (MS_P_CYL_REF) des aktiven Zylinderdrucksensors (39) zu den jeweiligen Messsignalen (MS_P_CYL_k) der passiven Zylinderdrucksensoren (40 bis 42) und – Durchführen einer Anpassung einer Signalverarbeitung der Messsignale (MS_P_CYL_k) der passiven Zylinderdrucksensoren (40 bis 42) abhängig von den jeweiligen in dem quasi-stationären Betriebszustand (BZ_STAT) erfassten Messsignalen der passiven Zylinderdrucksensoren (40-42) und dem zugeordneten Messsignal (MS_P_CYL_REF) des aktiven Zylinderdrucksensors (39).