DE19526644C1 - Verfahren zur Erkennung von defekten Zünd- oder Einspritzvorrichtungen bei Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von defekten Zünd- oder Einspritzvorrichtungen bei Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern, bei dem eine Erkennung von Verbrennungsaussetzern, insbesondere anhand einer Überwachung der Laufruhe des Motors in Abhängigkeit vom Zünd- oder Einspritzzeitpunkt bestimmter Zylinder erfolgt.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 40 02 210 A1 für Motoren bekannt, die pro Zylinder nur eine Zündkerze besitzen. Verbrennungsaussetzer werden bei diesem bekannten Verfahren durch die Überwachung der Laufruhe des Motors insofern erfaßt, als man dort die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle mißt. Da diese nicht nur von eventuellen Zündaussetzern, sondern auch von Kräften beeinflußt wird, die von der Fahrbahn her über die Räder und den Antriebsstrang auf die Kurbelwelle übertragen werden, werden zusätzlich noch besondere Maßnahmen vorgesehen, um ohne besonders aufwendige Sensoren zu gewährleisten, daß ein fehlerhafter Zylinder so schnell wie möglich von der Kraftstoffzufuhr getrennt wird, eine Fehlentscheidung dabei aber vermieden wird. Die Trennung der Kraftstoffzufuhr wird in der Regel deswegen vorgenommen, weil durch Verbrennungsaussetzer der Katalysator zerstört werden kann. Es ergibt sich auch eine unerwünschte unvollständige Verbrennung.

Ein ähnliches Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer Fehlzündungsüberwachung sind aus der DE 39 34 338 A1 und der DE 42 32 261 A1 bekannt. Auch dort setzt man die Messung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, d. h. also die Laufruhe als Maß für die Ermittlung von Aussetzern an, weil diese Methode noch am einfachsten ist.

Bekannt sind auch Motoren (DE 40 09 305 A1), deren Zylinder jeweils mit zwei Zündkerzen versehen sind, um den Verbrennungsablauf optimieren zu können. Bei solchen Motoren lassen sich die eingangs erwähnten Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern nicht mehr ohne weiteres anwenden. Die durch Zündaussetzer einer von zwei Zündkerzen bedingten Drehmomentschwankungen sind zu klein, um daraus über die Messung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle zu verwertbaren Fehlerinformationen zu kommen. Messungen haben gezeigt, daß die Drehmomentabnahme bei Ausfall einer Zündkerze von Ottomotoren nur bei etwa 5% liegt, ein Wert, der die bekannte Überwachung der Laufruhe nicht mehr ermöglicht. Man hat deshalb dort vorgeschlagen, jeder Zündkerze besondere Prüfeinrichtungen zuzuordnen, so daß bei Feststellung eines Defektes an einer Zündkerze auf die andere Zündkerze umgeschaltet werden kann. Die Anordnung solcher gesonderter Prüfeinrichtungen ist aufwendig.

Für Motoren mit Brennstoffeinspritzventilen ist es schließlich auch bekannt (DE 33 44 229 A1), das Einspritzventil mit zwei Magnetsystemen zur Steuerung des Schließkörpers zu versehen, die jeweils gesondert elektrisch angesteuert werden und, weil man koaxial im ersten Schließkörper einen zweiten Schließkörper zur Steuerung einer zweiten Einspritzöffnung vorgesehen hat, dazu dienen können, das Einspritzvolumen entsprechend dem Brennstoff­ bedarf über den gesamten Betriebsbereich mit der notwendigen Genauigkeit zu dosieren. Eine Überwachung der beiden Magnet­ systeme ist dort nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es auch für Ottomotoren mit jeweils zwei Zündkerzen pro Zylinder oder für Dieselmotoren mit jeweils zwei Einspritzdüsen pro Zylinder ohne einen zu großen Überwachungsaufwand durchführbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß zeitweilig eine oder mehrere Zündkerzen oder Einspritzdüsen eines der Steuerkreise abgeschaltet werden, um bei den Zylindern, bei denen eine der Zündkerzen oder Einspritzdüsen ausgesetzt hat, eine vollständige Unterbindung des Verbrennungsvorganges zu erreichen und erkennen zu können.

Die Erfindung sieht daher das bewußte Abschalten bestimmter, entweder zyklisch oder in vorbestimmter Weise ausgewählter Zündkerzen vor, mit dem Ziel, durch diese Methode, wie bei Motoren mit nur einer Zündkerze pro Zylinder, ein vollständiges Aussetzen des betroffenen Zylinders zu erreichen, so daß dann über verhältnismäßig einfache Meßmethoden die Fehlerinformation geliefert wird und festgestellt werden kann, bei welchem Zylinder eine der beiden Zündkerzen oder eine der beiden Einspritzdüsen nicht funktioniert.

Durch diese Maßnahme kann in Weiterbildung der Erfindung zur Überwachung der Laufruhe des Motors die Drehmomentabgabe über die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle erfaßt werden, und es kann dann in Abhängigkeit von einem für einen bestimmten Zylinder erkannten Verbrennungsaussetzer die Kraftstoffzufuhr zu diesem Zylinder abgeschaltet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines 6-Zylinder-Ottomotors, bei dem jedem Zylinder jeweils zwei Zündkerzen zugeordnet sind, und

Fig. 2 das Blockschaltbild des für die Ermittlung von Zündaussetzern der Zündkerzen des Motors nach Fig. 1 vorgesehenen Verfahrens.

Aus der Fig. 1 ist erkennbar, daß der schematisch dargestellte Ottomotor sechs Zylinder aufweist, die jeweils mit den Bezugszahlen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 bezeichnet sind. Jedem dieser Zylinder sind nun zwei Zündkerzen zugeordnet, die jeweils unabhängig voneinander über parallel geschaltete Steuerkreise, gegebenenfalls zu unterschiedlichen Zeitpunkten, aktiviert werden können. Jedem der Zylinder 1 bis 6 ist daher eine Zündkerze (A) und eine Zündkerze (B) zugeordnet, die bei Normalbetrieb beide in Funktion sind.

Wenn nun die Zündkerze (B) des Zylinders (3) defekt sein sollte, dann findet eine ungenügende Verbrennung statt, die vermieden werden soll. Eine Überwachung gibt daher Aufschluß darüber, ob eine der 12 Zündkerzen des Motors nach Fig. 1 defekt ist. Dazu wird zunächst nach Fig. 2 ein Betriebspunkt für die Prüfung ausgewählt, und es erfolgt dann, beispielsweise über eine geeignete Software der Zündsteuerung, die Auswahl der abzuschaltenden Zündkerzen. Dies kann jeweils dadurch erfolgen, daß entweder der komplette Zündkreis für alle Zündkerzen (A), oder der komplette Zündkreis für alle Zündkerzen (B) kurzzeitig abgeschaltet wird. Möglich ist es aber auch, programmgesteuert einzelne Zündkerzen in größeren Abständen, z. B. 1% der Zündungen in ausgewählten Betriebspunkten oder stochastisch in einem Bereich vorzusehen, dessen Betriebspunkte die Aussetzererkennung über eine Laufunruhebewertung ermöglichen.

Wird daher im vorher angenommenen Fall, in dem die Zündkerze (B) des Zylinders (3) defekt ist, bei einer Überprüfung die dazugehörige Zündkerze (A) des Zylinders (3) zusätzlich abgeschaltet, dann findet im Zylinder (3) keine Verbrennung mehr statt, und dieser Aussetzer kann, wie bekannt, aufgrund des vollständigen Verlustes eines Drehmomentes dieses Zylinders (3) über bekannte Laufunruheüberwachungseinrichtungen erfaßt werden. Als defekt wird dann die Zündkerze (B) des Zylinders (3) ermittelt und gegebenenfalls in einem Speicher registriert. Außerdem kann für diesen Zylinder (3) der Zündzeitpunkt in Richtung früh verstellt und/oder die Einspritzmenge korrigiert werden. In Fig. 2 zeigt dies der rechte Zweig des Blockschaltbildes. Aufgrund der Motorreaktion und der Bewertung der Laufruhe kann die Fehlerreaktion erfolgen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erkennung von defekten Zünd- oder Einspritz­ einrichtungen bei Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern, bei dem eine Erkennung von Verbrennungsaussetzern, insbesondere anhand einer Überwachung der Laufruhe des Motors in Abhängigkeit vom Zünd- oder Einspritzzeitpunkt bestimmter Zylinder erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verbrennungsmotoren mit zumindest zwei Zündkreisen (A, B) oder Einspritzkreisen pro Zylinder (1 bis 6) zeitweilig der zumindest eine zweite Zünd- (A, B) oder Einspritzkreis jeweils eines Zylinders (1 bis 6) abgeschaltet wird, und daß bei Auftreten eines Verbrennungsaussetzers der nicht abgeschaltete Zünd- (A, B) oder Einspritzkreis dieses Zylinders (1 bis 6) als defekt erkannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung der Laufruhe des Motors die Drehmomentabgabe über die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als defekt erkannte Zünd- (A, B) oder Einspritzkreis in einer Speichereinheit registriert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zylindern (1 bis 6) mit einem defekten Zünd- (A, B) oder Einspritzkreis der Zündzeitpunkt und/oder die Einspritzmenge der funktionierenden Zünd- (A, B) beziehungsweise Einspritzkreise korrigiert wird.