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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung hierzu. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung.
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Bei Verbrennungskraftmaschinen kann es im Betrieb zu Verbrennungsaussetzern kommen, beispielsweise weil eine Zufuhr von Kraftstoff in einen oder mehrere der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine aus irgendwelchen Gründen unterbleibt oder ein Zündfunke zum Zünden des Kraftstoff-Luftgemisches im Brennraum eines oder mehrerer Zylinder der Verbrennungskraftmaschine ausbleibt. Derartige Verbrennungsaussetzer, welche häufig auch als Zündaussetzer bezeichnet werden, sind unerwünscht, da es dadurch zu einem erhöhten Schadstoffausstoß der Verbrennungskraftmaschine kommen kann, nämlich wenn eine Zündung des Kraftstoff-Luftgemisches ausbleibt. Darüber hinaus führen häufige Verbrennungsaussetzer zu einer erhöhten Bauteilbelastung beim Katalysator der Verbrennungskraftmaschine.
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Für gewöhnlich sind der Verbrennungskraftmaschine daher Systeme zugeordnet, welche Verbrennungsaussetzer erkennen und – bei Bedarf – Gegenmaßnahmen einleiten, wie beispielsweise die Kraftstoffzufuhr zu dem betroffenen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine abzuschalten. Dazu werden üblicherweise die Signale eines Kurbelwellensensors herangezogen. Der Kurbelwellensensor ist gewöhnlich eine spezielle Anwendung eines Induktionsgebers oder Inkrementalgebers, welcher an der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt wird und Informationen über die Drehzahl und/oder Position der Kurbelwelle liefert.
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Es hat sich gezeigt, dass die Signale des Kurbelwellensensors durch Störsignale erheblich verfälscht sein können, je nachdem, in welchem Betriebszustand sich die Verbrennungskraftmaschine gerade befindet. Diese Störsignale sind im Wesentlichen auf Schwingungen, insbesondere Antriebsstrangschwingungen, zurückzuführen, welche beispielsweise durch die Verwendung eines Zweimassenschwungrades verursacht werden. Der Einfluss solcher Schwingungen kann so groß werden, dass Verbrennungsaussetzer nicht mehr mit ausreichender Robustheit von einem Normalbetrieb unterschieden werden können.
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Einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wenigstens eine Möglichkeit vorzuschlagen, Verbrennungsaussetzer mit größerer Zuverlässigkeit als bisher erkennen zu können.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe werden ferner ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 7, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 8, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 13, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruches 14 und eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, anstelle der Signale eines Kurbelwellensensors oder ergänzend zu den Signalen eines Kurbelwellensensors auf die Signale einer Lambda-Sonde zurückzugreifen, um etwaige Verbrennungsaussetzer bei einer Verbrennungskraftmaschine zu identifizieren. Durch die Lambda-Sonde wird das Abgas der Verbrennungskraftmaschine herangezogen, um etwaige Verbrennungsaussetzer zu identifizieren. Dadurch ist vermieden, dass durch Zweimassenschwungräder oder sonstige Einflüsse bewirkte Störgrößen, welche beispielsweise das Signal des Kurbelwellensensors verfälschen oder verfälschen können, zum Tragen kommen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Kraftmaschine mit den Verfahrensschritten vorgesehen:
- • Bereitstellen eines elektrischen Signales, beispielsweise eines analogen oder digitalen elektrischen Signales, einer im Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Lambda-Sonde über eine vorgegebene Zeitdauer als Zeit-basiertes Signal;
- • Umrechnen des Zeit-basierten Signales in ein Frequenz-basiertes Signal, aufweisend eine vorgegebene Anzahl von Einzelsignalwerten über die vorgegebene Zeitdauer;
- • Vergleichen der jeweiligen Einzelsignalwerte des Frequenz-basierten Signales gegen einen vorgegebenen Frequenz-basierten Schwellwert;
- • Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn der Schwellwert von einer vorgegebenen Anzahl der Einzelsignale überschritten wird.
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Durch ein solches Verfahren werden Verbrennungsaussetzer der Verbrennungskraftmaschine mit hoher Sicherheit und Zuverlässigkeit erkannt. Es wurde herausgefunden, dass bei Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers der Verbrennungskraftmaschine das Signal der Lambda-Sonde einen deutlich erkennbaren Peak zeigt, wenn das Zeit-basierte Signal in ein Frequenz-basiertes Signal transformiert vorliegt. Dieser Peak überragt in seiner Amplitude ein etwaiges Grundrauschen im Frequenz-basierten Signal aufgrund wirkender Störgrößen deutlich und sichtbar.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Zeit-basierte Signal der Lambda-Sonde unter Nutzung eines Algorithmus auf Basis einer Fourier-Transformation in das Frequenz-basierte Signal umgerechnet wird. Die Fourier-Transformation ist eine Methode zur Transformation, die es erlaubt, kontinuierliche, aperiodische Signale in ein kontinuierliches Spektrum zu zerlegen. Dadurch werden Effekte sichtbar, die in einem Zeit-basierten Signal gar nicht oder nur unzureichend erkennbar sind.
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Beispielsweise nutzt der Algorithmus eine diskrete Fourier-Transformation, welche auch als DFT bezeichnet wird. Die Fourier-Transformation kann eine schnelle Fourier-Transformation sein, welche als FFT bezeichnet wird. Grundsätzlich kann jede Art von Fourier-Transformation herangezogen werden, beispielsweise auch eine Fourier-Transformation für zeitdiskrete Signale, welche als DTFT bezeichnet wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Schwellwert auf empirisch ermittelte Informationen, insbesondere Daten, beruht. Dadurch ist in technisch einfacher Weise der Schwellwert festgelegt. Zudem sind durch die empirische Ermittlung in dem Schwellwert bereits etwaige typspezifische oder gattungsspezifische Besonderheiten bezüglich der Verbrennungskraftmaschine und/oder des Gesamtsystems mit der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt.
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Nach einer Weiterentwicklung des Verfahrens sind die weiteren Verfahrensschritte vorgesehen:
- • Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen elektrischen Signales, eines, einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kurbelwellensensors über die vorgegebene Zeitdauer;
- • Auswerten des elektrischen Signales des Kurbelwellensensors im Hinblick auf einen aufgetretenen Verbrennungsaussetzer;
- • Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn bezüglich des Signales der Lambda-Sonde und bezüglich des Signales des Kurbelwellensensors jeweils ein Verbrennungsaussetzer identifiziert ist.
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Dadurch ist die Feststellung eines Verbrennungsaussetzers der Verbrennungskraftmaschine mit besonders hoher Zuverlässigkeit ermittelt, da dazu die Informationen aus zwei Sensoren, nämlich zum einen der Lambda-Sonde und zum anderen des Kurbelwellensensors herangezogen werden.
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Nach einer alternativen Weiterbildung des Verfahrens sind die weiteren Verfahrensschritte vorgesehen:
- • Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen elektrischen Signales, eines, einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kurbelwellensensors über die vorgegebene Zeitdauer;
- • Auswerten des elektrischen Signales des Kurbelwellensensors im Hinblick auf einen aufgetretenen Verbrennungsaussetzer;
- • Vergleich des Ergebnisses der Auswertung des Signales des Kurbelwellensensors mit dem Ergebnis der Auswertung des Signales der Lambda-Sonde, wenn bezüglich des Signales des Kurbelwellensensors ein Verbrennungsaussetzer festgestellt ist;
- • Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn bezüglich des Signales der Lambda-Sonde und bezüglich des Signales des Kurbelwellensensors jeweils ein Verbrennungsaussetzer identifiziert ist.
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Diese Weiterbildung nutzt zur Ermittlung von Verbrennungsaussetzern zuerst die Informationen aus dem Signal des Kurbelwellensensors. Das Signal aus der Lambda-Sonde wird dann herangezogen, wenn die Auswertung des Signales des Kurbelwellensensors einen Verbrennungsaussetzer vermuten lässt. Durch die Auswertung des Signales der Lambda-Sonde findet eine zusätzliche Überprüfung des Ergebnisses aus der Auswertung des Kurbelwellensensors statt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine optisch und/oder akustisch und/oder taktil wahrnehmbare Information über das Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers vorgegeben wird. Dadurch ist in einfacher Weise über das Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers informiert. Sofern die Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftfahrzeug eingesetzt ist, kann das Signal an den Fahrer und/oder die Insassen des Kraftfahrzeuges ausgegeben werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern der Kraftstoffzufuhr einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise der Einspritzdüsen bzw. Einspritzventile, bei Auftreten von Verbrennungsaussetzern vorgesehen. Das Verfahren kann das vorstehend beschriebene Verfahren zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine nutzen.
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Das Verfahren zum Steuern der Kraftstoffzufuhr umfasst die Verfahrensschritte:
- • Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen elektrischen Signales, eines, einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kurbelwellensensors über eine vorgegebene Zeitdauer;
- • Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen Signales, einer im Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Lambda-Sonde über die vorgegebene Zeitdauer als Zeit-basiertes Signal;
- • Umrechnen des Zeit-basierten Signales der Lambda-Sonde in ein Frequenz-basiertes Signal, aufweisend eine vorgegebene Anzahl von Einzelsignalwerten über die vorgegebene Zeitdauer;
- • Vergleichen der jeweiligen Einzelsignalwerte des Frequenz-basierten Signales gegen einen vorgegebenen Frequenz-basierten Schwellwert;
- • Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn der Schwellwert von einer vorgegebenen Anzahl der Einzelsignalwerte überschritten wird;
- • Identifizieren des den Verbrennungsaussetzer erzeugenden wenigstens einen Zylinders der Verbrennungskraftmaschine anhand des elektrischen Signales des Kurbelwellensensors;
- • Abschalten der Kraftstoffzufuhr bezüglich des den Verbrennungsaussetzer erzeugenden Zylinders.
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Durch ein solches Verfahren werden Verbrennungsaussetzer der Verbrennungskraftmaschine mit hoher Sicherheit und Zuverlässigkeit erkannt. Denn es wurde herausgefunden, dass bei Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers der Verbrennungskraftmaschine das Signal der Lambda-Sonde einen deutlich erkennbaren Peak zeigt, wenn das Zeit-basierte Signal in ein Frequenz-basiertes Signal transformiert vorliegt. Dieser Peak überragt in seiner Amplitude ein etwaiges Grundrauschen im Frequenz-basierten Signal aufgrund wirkender Störgrößen deutlich und sichtbar. Darüber hinaus ist durch ein solches Verfahren ein emissionsschonender und bauteilschonender Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gegeben, da bei Auftreten von Verbrennungsaussetzern die Kraftstoffzufuhr des betroffenen Zylinders abgeschaltet wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine, aufweisend:
- • eine Einrichtung zum Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen elektrischen Signales, einer im Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Lambda-Sonde über eine vorgegebene Zeitdauer als Zeit-basiertes Signal;
- • eine Einrichtung zum Umrechnen des Zeit-basierten Signales in ein Frequenz-basiertes Signal mit einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalwerten;
- • eine Einrichtung zum Vergleichen der jeweiligen Einzelsignalwerte des Frequenz-basierten Signales gegen einen vorgegebenen Frequenz-basierten Schwellwert;
- • eine Einrichtung zum Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn der Schwellwert von einer vorgegebenen Anzahl des Einzelsignalwertes überschritten wird.
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Dadurch ist das vorstehend beschriebene Verfahren zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine in technisch einfacher Weise zu realisieren.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Einrichtung zum Umrechnen eines Zeit-basierten Signales in ein Frequenz-basiertes Signal ein Modul mit einem Algorithmus auf Basis einer Fourier-Transformation nutzt. Dadurch wird in technisch einfacher Weise eine Methode genutzt, die es erlaubt, kontinuierliche, aperiodische Signale in ein kontinuierliches Spektrum zu zerlegen. Dadurch werden Effekte sichtbar, die in einem Zeit-basierten Signal gar nicht oder nur unzureichend erkennbar sind. Beispielsweise ist das Modul als Modul für eine diskrete Fourier-Transformation ausgebildet. Auch kann das Modul als Modul für eine schnelle Fourier-Transformation ausgebildet sein.
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Es bietet sich an, dass ein Berechnungsmodul zur Ermittlung des Schwellwertes auf Basis empirisch ermittelter Daten vorgesehen ist. Dadurch sind in technisch einfacher Weise die empirisch ermittelten Daten zusammenzuführen und daraus dann der Schwellwert zu ermitteln, insbesondere zu berechnen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner umfasst:
- • eine Einrichtung zum Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen Signales, eines, einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kurbelwellensensors über die vorgegebene Zeitdauer;
- • eine Einrichtung zum Auswerten des elektrischen Signales des Kurbelwellensensors im Hinblick auf einen aufgetretenen Verbrennungsaussetzer;
- • eine Einrichtung zum Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn bezüglich des Signales in der Lambda-Sonde und bezüglich des Signales des Kurbelwellensensors jeweils ein Verbrennungsaussetzer identifiziert ist.
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Dadurch ist es in technisch einfacher Weise realisiert, dass ein Verbrennungsaussetzers der Verbrennungskraftmaschine mit besonders hoher Zuverlässigkeit ermittelt wird.
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Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner darin, dass die Vorrichtung umfasst:
- • eine Einrichtung zum Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen elektrischen Signales, eines, einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kurbelwellensensors über die vorgegebene Zeitdauer;
- • eine Einrichtung zum Auswerten des elektrischen Signales des Kurbelwellensensors im Hinblick auf einen aufgetretenen Verbrennungsaussetzer;
- • eine Einrichtung zum Vergleichen des Ergebnisses der Auswertung des Signales des Kurbelwellensensors mit dem Ergebnis der Auswertung des Signales der Lambda-Sonde, wenn bezüglich des Signales des Kurbelwellensensors ein Verbrennungsaussetzer festgestellt ist;
- • eine Einrichtung zum Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn bezüglich des Signales der Lambda-Sonde und bezüglich des Signales des Kurbelwellensensors jeweils ein Verbrennungsaussetzer identifiziert ist.
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Dadurch ist in technisch einfacher Weise realisiert, dass zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern zuerst die Informationen aus dem Signal des Kurbelwellensensors genutzt wird und das Signal aus der Lambda-Sonde erst herangezogen wird, wenn die Auswertung des Signales des Kurbelwellensensors einen Verbrennungsaussetzer vermuten lässt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffzufuhr, insbesondere der Einspritzdüsen bzw. Einspritzventile, einer Verbrennungskraftmaschine bei Auftreten von Verbrennungsaussetzern vorgesehen, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Steuern der Kraftstoffzufuhr einer Verbrennungskraftmaschine bei Auftreten eines Verbrennungsaussetzers, aufweisend:
- • eine Einrichtung zum Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen Signales, eines, einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kurbelwellensensors über eine vorgegebene Zeitdauer;
- • eine Einrichtung zum Bereitstellen eines elektrischen Signales, insbesondere analogen oder digitalen Signales, einer im Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Lambda-Sonde über die vorgegebene Zeitdauer als Zeit-basiertes Signal;
- • eine Einrichtung zum Umrechnen des Zeit-basierten Signales der Lambda-Sonde in ein Frequenz-basiertes Signal, aufweisend eine vorgegebene Anzahl von Einzelsignalwerten;
- • eine Einrichtung zum Vergleichen der jeweiligen Einzelsignalwerte des Frequenz-basierten Signales gegen einen vorgegebenen Frequenz-basierten Schwellwert;
- • eine Einrichtung zum Feststellen eines Verbrennungsaussetzers, wenn der Schwellwert von einer vorgegebenen Anzahl der Einzelsignalwerte überschritten wird;
- • eine Einrichtung zum Identifizieren des den Verbrennungsaussetzer erzeugenden wenigstens einen Zylinders der Verbrennungskraftmaschine anhand des elektrischen Signales des Kurbelwellensensors;
- • eine Einrichtung zum Abschalten der Kraftstoffzufuhr bezüglich des den Verbrennungsaussetzer erzeugenden Zylinders.
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Dadurch ist es in technisch einfacher Weise realisiert, dass bei Auftreten von Verbrennungsaussetzern ein emissionsschonender und bauteilschonender Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gegeben ist.
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Die in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene vorgegebene Zeitdauer ist insbesondere auf einen Ausgangszeitpunkt und/oder eine Position der Kurbelwelle zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder den oberen Totpunkt eines Zylinders, beispielsweise des ersten Zylinders der Verbrennungskraftmaschine, bezogen. Beispielsweise wird über diese Zeitdauer das Signal der Lambda-Sonde und/oder das Signal des Kurbelwellensensors permanent bereit gestellt und beispielsweise in Intervallen über den vorgegebenen Zeitraum in das Frequenz-basierte Signal umgerechnet, beispielsweise von einem Ausgangszeitpunkt und/oder einer Position der Kurbelwelle zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder dem oberen Totpunkt eines der Zylinder, beispielsweise des ersten Zylinders der Verbrennungskraftmaschine. Sofern das Zeit-basierte Signal der Lambda-Sonde ein analoges Signal ist, bietet es sich an, dass vor der Transformation auf das Frequenz-basierte Signal eine Umwandlung des analogen Signales in ein digitales Signal ausgeführt wird.
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Die Einrichtungen im Sinne der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch, beispielsweise als Computerprogramm oder Computerprogrammmodul, ausgebildet sein, beispielsweise Bestandteil der Motorsteuerung eines Kraftahrzeuges sein. Die Einrichtungen können insbesondere eine digitale Verarbeitungseinheit aufweisen, die vorzugsweise eine Mikroprozessoreinheit (CPU) aufweist. Die CPU kann mit einem Speichersystem und/oder Bussystem daten- und/oder signalverbunden sein. Die Einrichtungen können ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die digitale Verarbeitungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abgearbeitet, Eingangssignale von einem Datenbussystem entgegengenommen und/oder Ausgangssignale an ein Datenbussystem abgegeben werden. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien aufweisen. Die Speichermedien können insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere vorzugsweise nicht-flüchtige Speichermedien sein.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode der auf einem, von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Verfahren.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ferner eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur (Fig.) eine Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine in einer schematisierten Darstellung.
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Die einzige Figur zeigt beispielhaft in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Erkennungsvorrichtung bezeichnet werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine kann Bestandteil eines Kraftfahrzeuges sein. Die Verbrennungskraftmaschine kann ein Ottomotor sein. Als Kraftstoff für den Ottomotor können auch CNG, LPG und/oder Ethanol eingesetzt werden. Alternativ kann die Verbrennungskraftmaschine ein Dieselmotor sein.
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Die Verbrennungskraftmaschine hat eine (in der Fig. nicht dargestellte) Lambda-Sonde, welche beispielsweise im Abgas der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und bevorzugt den Restsauerstoff im Abgas mit dem Sauerstoffgehalt der momentanen Atmosphärenluft vergleicht, um daraus das Verhältnis von Verbrennungsluft zu Kraftstoff bestimmen zu können, welches auch als Verbrennungsluftverhältnis bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine weist ferner wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Zylinder auf, welche mittels einer oder mehrerer gemeinsamer Kurbelwellen mechanisch miteinander verbunden sind.
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Die Vorrichtung 100 hat eine Einrichtung 10 zum Bereitstellen eines elektrischen Signales der Lambda-Sonde, welche auch als Bereitstellungseinrichtung bezeichnet werden kann. Die Bereitstellungseinrichtung 10 dient der Bereitstellung des elektrischen Signales der Lambda-Sonde über eine vorgegebene Zeitdauer als Zeit-basiertes Signal.
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Ferner ist eine Einrichtung 20 zum Umrechnen des Zeit-basierten Signales in ein Frequenz-basiertes Signal vorgesehen, welche auch als Umrechnungseinrichtung bezeichnet werden kann. Die Umrechnungseinrichtung 20 stellt das Frequenz-basierte Signal für eine vorgegebene Anzahl von Einzelsignalwerten zusammen. Auch ist eine Einrichtung 30 zum Vergleichen der jeweiligen Einzelsignalwerte des Frequenz-basierten Signales gegen einen vorgegebenen Frequenz-basierten Schwellwert S vorgesehen, welche auch als Vergleichseinrichtung bezeichnet werden kann.
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Darüber hinaus ist eine Einrichtung 40 zum Feststellen eines Verbrennungsaussetzers vorgesehen, welche auch als Feststellungseinrichtung bezeichnet werden kann. Die Feststellungseinrichtung 40 identifiziert das Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers, wenn der Schwellwert S von einer vorgegebenen Anzahl der Einzelsignalwerte überschritten wird.
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Bevorzugt nutzt die Umrechnungseinrichtung 20 zum Umrechnen des Zeit-basierten Signales in ein Frequenz-basiertes Signal einen Algorithmus auf Basis einer Fourier-Transformation, wie beispielsweise einer sogenannten FFT. Bevorzugt enthält die Umrechnungseinrichtung 30 für den Schwellwert S einen empirisch ermittelten Wert, welcher beispielsweise durch im Praxisbetrieb durchgeführte Betriebszyklen der Verbrennungskraftmaschine ermittelt worden ist oder sich auf solche Daten stützt. Dazu kann ein Berechnungsmodul 50 zur Ermittlung des Schwellwertes S auf Basis empirisch ermittelter Daten vorgesehen sein.
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Durch die Erkennungsvorrichtung 100 kann das Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers im Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine bzw. der vorstehend beschriebenen Verbrennungskraftmaschine wie folgt stattfinden:
Die Verbrennungskraftmaschine befindet sich in einem Betriebszustand, welcher beispielsweise ein beliebiger Lastzustand oder Leerlaufzustand sein kann. Durch die Bereitstellungseinrichtung 10 wird ein elektrisches Signal bereit gestellt, welches von der Lambda-Sonde kommt. Das elektrische Signal kann ein analoges oder digitales Signal sein.
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Ausgehend von einem Bezugspunkt, welcher ein Ausgangszeitpunkt und/oder eine Position der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder der obere Totpunkt eines der Zylinder, wie beispielsweise des ersten Zylinders der Verbrennungskraftmaschine sein kann, werden über eine vorgegebene Zeitdauer die Informationen des Signales, welche als Zeit-basierte Informationen vorliegen, von der Umrechnungseinrichtung 20 in ein Frequenz-basiertes Signal umgerechnet. Das Frequenz-basierte Signal weist eine vorgegebene Anzahl von Einzelsignalwerten auf, welche die Information des Signales der Lambda-Sonde über die vorgegebene Zeitdauer enthalten.
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Das Frequenz-basierte Signal mit den Einzelsignalwerten wird dann der Vergleichseinrichtung 30 zugeführt mit dem dort vorgehaltenen und vorgegebenen Schwellwert S verglichen. Die Vergleichseinrichtung 30 ist mit der Feststellungseinrichtung 40 zusammengefasst. Sofern nunmehr der Schwellwert S von einer vorgegebenen Anzahl der Einzelsignalwerte überschritten wird, stellt die Feststellungseinrichtung 40 fest, dass in dem Intervall über die vorgegebene Zeitdauer ein Verbrennungsaussetzer stattgefunden hat.
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Wenn ein Verbrennungsaussetzer festgestellt wird, wird eine Ausgabeeinrichtung 50 angesteuert, welche eine Information über das Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers optisch und/oder akustisch und/oder taktil für einen Benutzer wahrnehmbar herausgibt. Dies ist beispielsweise das Aufleuchten einer Warnleuchte beispielsweise im Frontbereich des Kraftfahrzeuges, um den Fahrer hierüber zu informieren.
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Auch kann das Ergebnis über das Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers dazu genutzt werden, um gezielt die Kraftstoffeinspritzung desjenigen Zylinders zu stoppen, welcher für den Verbrennungsaussetzer verantwortlich ist. Dazu wird beispielsweise auf ein der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zugeordneter Kurbelwellensensor zurückgegriffen und dessen elektrisches Signal bereitgestellt. Über die Zeitdauer, die bereits für die Auswertung der Lambda-Sonde herangezogen wurde, wird dann das elektrische Signal des Kurbelwellensensors ausgewertet, um den für den Verbrennungsaussetzer verantwortlichen Zylinder zu identifizieren. Anschließend wird die Kraftstoffzufuhr zu diesem Zylinder abgeschaltet.
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Im Anschluss an die abgelaufene Zeitdauer wird nunmehr ein weiterer Durchlauf für ein weiteres Intervall über die vorgegebene Zeitdauer gestartet und das Verfahren wiederholt. Diese Vorgänge laufen ständig ab, zumindest solange die Verbrennungskraftmaschine in Betrieb ist.
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Da vorstehend lediglich eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sei klargestellt, dass grundsätzlich eine Vielzahl von Variationen und Abweichungen möglich sind. Es sei ferner klargestellt, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit oder den Aufbau nicht einschränken. Vielmehr stellen die Zusammenfassung und die beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine praktische Anleitung für den Fachmann dar, auf deren Grundlage der Fachmann zu zumindest einer beispielhaften Ausführungsform gelangen kann. Dabei ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass verschiedene Veränderungen betreffend die Funktion und die Anordnung der unter Bezugnahme auf die in den beispielhaften Ausführungsformen beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass von dem Bereich der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalenten abgewichen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einrichtung zum Bereitstellen eines elektrischen Signales einer Lambda-Sonde als Zeit-basiertes Signal
- 20
- Einrichtung zum Umrechnen eines Zeit-basierten Signales einer Lambda-Sonde in ein Frequenz-basiertes Signal
- 30
- Einrichtung zum Vergleichen der jeweiligen Einzelsignalwerte eines Frequenz-basierten Signales gegen einen vorgegebenen Frequenz-basierten Schwellwert
- 40
- Einrichtung zum Feststellen eines Verbrennungsaussetzers
- 50
- Berechnungsmodul
- 60
- Ausgabeeinrichtung
- 100
- Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einer Verbrennungskraftmaschine
- S
- Schwellwert
