DE19737652A1 - Verfahren zum Erkennen von Zündaussetzern bei Ottomotoren und Steuergerät zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Erkennen von Zündaussetzern bei Ottomotoren und Steuergerät zum Durchführen des Verfahrens

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DE19737652A1
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Ralf Dipl Ing Maennel
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/11Testing internal-combustion engines by detecting misfire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern und ein Steuergerät zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem jeweiligen Oberbegriff von Haupt- und Nebenanspruch.
Vorbekannt sind durch die Schrift DE 43 26 949 Ottomotoren mit einem elektro­ nischen Steuergerät und mit jedem Zylinder zugeordneten Druckaufnehmern. Alle Funktionsgruppen zum Optimieren der Ladungszusammensetzung und -zumes­ sung, z. B. Drosselklappensteller, Kraftstoffmengenermittlung Abgasrückführung Zündzeitpunktverstellung werden entsprechend dem jeweiligen Lastzustand vom Druckverlauf im jeweiligen Zylinder im Drehwinkelbereich des oberen Totpunktes beim Verdichtungs- und Arbeitshub bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Ottomotoren, bei denen jedem Zylinder ein Druckaufnehmer, z. B. zu Verbrennungsführung und/oder Klopfer­ kennung zugeordnet ist, eine sichere Fehlzündungs- oder Verbrennungs­ aussetzererkennung parallel zu realisieren. Erfindung gemäß wird dadurch gelöst, daß ein Verfahren mit dem im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ge­ nannten Schriften im Steuergerät ausgeführt wird. Hierzu ist das Steuergerät, welches den gesamten Verfahrensablauf softwaremäßig abarbeitet, mit einem Festwertspeicher versehen, in dem die Kontrollwerte der Differenzbetragssummen gespeichert sind.
Das Verfahren vermag Fehlzündungen oder Verbrennungsaussetzer sicher zu erkennen, selbst wenn außergewöhnlich frühe, während des Verdichtungshub gezündete Verbrennungen in den Verbrennungszyklen ablaufen. Dies wird möglich, durch die bei diesem Verfahren aus einem Speicher ausgelesenen motor- und verbrennungsvorgangstypischen Kontrollwerte für die möglichen Lastzustände, die durch Versuche an gleichartigen Motoren sowie unter Einsatz von gleichartigen Verbrennungsverfahren ermittelt und eingespeichert wurden.
Die Merkmale gemäß den Unteransprüchen werden im Zusammenhang mit ihrer Wirkung in der Beschreibung erläutert.
Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Schema eines Verbrennungsmotors mit dem Steuergerät für Kraftstoffeinspritzung und Zündung;
Fig. 2 ein Programmablaufschema für ein Arbeitsspiel eines Zylinders;
Fig. 3 Diagramme zu den im Programmablauf verarbeiteten Werten.
In Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 mit Fremdzündung und mit einem Druck­ aufnehmer 2 im Brennraum schematisiert gezeigt. Einem Steuergerät 4, welches den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge für den Kraftstoff und gegebenenfalls den Zündzeitpunkt für die Zündkerze 5 bestimmt, und durch Impulsaufnehmer 6, 7 gewonnene Signale αKW; βNW für die Winkelstellung der Kurbelwelle KW und zu­ mindest einer Nockenwelle NW am Eingang angeschlossen. Diese Signale αKW; βNW werden in einer Einheit 41 zur Ermittlung der Winkelstellung der Kurbelwelle und der Taktbereiche der Zylinder I bis IV genutzt.
Weiterhin ist das Signal p des Druckaufnehmers 2 im Brennraum 3 über einen Filter 10 und einen AD-Wandler 11 an einem Zwischenspeicher 43 im Steuergerät 4 an­ geschlossen, der nach jedem Arbeitszyklus gelöscht und erneut beim nächsten Ar­ beitszyklus mit den Werten px des Druckverlaufes im Brennraum geladen wird. In einem Festwertspeicher 44 sind Kontrollwerte WK für die Differenzbetragssummen
gespeichert, die sich bei möglichen Verbrennungsabläufen und Lastzustän­ den des zu überwachenden Motortyps ergeben.
Diese Kontrollwerte WK werden motortypbezogen durch Versuche ermittelt und eingespeichert. Ausgelesen werden sie durch die anliegenden, den momentanen Lastzustand kennzeichnenden Betriebsparameter, z. B. Drosselklappenstellung DK, Motordrehzahl n, Motortemperatur t, Zündwinkel α z usw.
Signale zur Winkelstellung der Kurbelwelle αKW und der Taktbereiche der Zylin­ der, sowie der Kontrollwert WK für den momentanen Lastzustand liegen ständig einer Verarbeitungseinheit 42 an. In der Verarbeitungseinheit 42 läuft softwaremäßig das in Fig. 2 gezeigte Programm mit folgend genannten Schritten S1 bis S14 ab.
S1 Winkelbereich Bα v. OT erreicht?
S2 Speicher 42 rücksetzen
S3 Zylinderdruck p bei Winkellagern α1 bis αn v. OT einspeichern in 43
S4 Winkelbereich Bα n. OT erreicht
S5 Zylinderdruck p bei Winkellagern αn bis α1 n. OT einspeichern in 43
S6 Errechnen von Δp α1 bis αn, entsprechend Δαx = pαx - v. OT - pαx n. OT
S7 Winkelbereich Bα n. OT beendet, einspeichern in 43 beendet.
S8 Errechnen von
S9 Vergleichen von
mit WK aus Speicher 44
S10 Zündaussetzersignal SZA ausgeben
S11 Zündaussetzersignal SZA rücksetzen.
Fig. 3 zeigt drei Diagramme a bis c zu einem Verbrennungsablauf mit frühem Brennbeginn und dabei starkem Druckanstieg vor dem oberen Totpunkt während einer Kurbelwellenumdrehung beim Durchlaufen des Kompressions-KT und nach­ folgenden Expansionstaktes ET.
Erfaßt und ausgewertet wird der Verbrennungsdruck p im Zylinder in spiegel­ bildlichen Bereichen Bα vor und nach dem oberen Totpunkt OT, wobei das Öffnen des Auslasses Aö nicht mehr in diesem Bereich erfolgen darf.
Diagramm a stellt den Druckverlauf p im Zylinder dar, jedoch ist zusätzlich die Druckkurve des Bereiches Bd v. OT um die OT-Linie gespiegelt als unterbrochener Linienzug im Expansionstakt ET wiedergegeben. Die Bildung eines Differenzbetra­ ges Δpαx zwischen den Werten pαx v. OT; pαx n. OT einer gleichen Winkelstellung αx vor und nach OT dargestellt. Er ergibt sich aus dem Abstand zwischen dem Druckverlauf pαx n. OT während des Expansionstaktes ET und dem um die OT-Linie gespiegelt als unterbrochener Linienzug dargestellten Druckverlauf pαx v. OT wäh­ rend des Kompressionstaktes KT.
Diagramm b zeigt den Verlauf der jeweiligen Werte des Differenzdruckes Δp zwischen den Druckverläufen von Kompressions-KT und Expansionstakt ET für gleiche Winkelstellungen α1 bis αn vor und nach OT während des Durchlaufs der um OT spiegelbildlichen Winkelbereiche B α v. ü. n. OT. Der Maßstab für den Dif­ ferenzdruck αp ist bei diesem Diagramm anders als der Maßstab für den Zylinder­ druck p im Diagramm a.
Diagramm c stellt den Verlauf der Bildung der Betragssumme
für die Abso­ lutwerte der Differenzdrücke |Δp| für die Winkelstellungen α1 bis αn dar.

Claims (2)

1. Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern bei Ottomotoren mit einem Steuergerät für die Kraftstoffzumessung und Motorsteuerung, dem Signale zu Betriebsparametern und der Kurbelwellen- und Nockenwellenstellung sowie zur Höhe des jeweiligen Druckes in den einzelnen Zylinder angeschlossen sind,
gekennzeichnet durch folgenden Ablauf:
  • - in einem ersten Winkelbereich (Bd v. OT) des Kompressionstaktes (KT) wird der Druck (p) im Zylinder in einer Anzahl (1 bis n) bestimmter Winkelstellungen (α1 bis αn v. OT) vor dem oberen Totpunkt (OT) erfaßt und gespeichert,
  • - in einem zweiten zum oberen Totpunkt (OT) spiegelbildlichen Winkelbereich (Bd n. OT) werden in bestimmten spiegelbildlich zu den bestimmten Winkelstel­ lungen (α1 bis αn v. OT) vor dem oberen Totpunkt (OT) gleichen Winkelstel­ lungen nach dem oberen Totpunkt (OT) der Druck erfaßt,
  • - die Werte des jeweiligen Druckes im Zylinder (z. B. (pαx v. OT; pαx n. OT)) werden in spiegelbildlich gleichen Winkelstellungen (z. B. (pαx v. OT; pαx n. OT)), vor und nach dem oberen Totpunkt (OT) verglichen und der jeweilige Differenzwert (z. B. (Δpαx ) ermittelt, die Absolutwerte (|Δp|) werden zu einer Differenzbetragssumme
    addiert,
  • - diese Differenzbetragssumme
    wird mit einem aus einem Speicher (44) abhängig vom Betriebszustand ausgelesenen Kontrollwert (WK) verglichen und bei markanter Unterscheidung desselben ein Verbrennungsaussetzer (ZK) ausgegeben.
2. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Speicher (44) mit abhängig vom Lastzustand (Dk; n; t; αz) auslesbaren Kontrollwerten (KW) für die aus dem Druckverlauf im Zylinder (z) im Bereich um den oberen Totpunkt zwischen Kompressions- (KT) und Expansionstakt (ET) gebildeten Betragssummen (v; y) aufweist, dabei ist dieser Speicher (44) ein Festwertspeicher, dessen Kontrollwerte (KW) je­ weils auf den mit dem Steuergerät (4) zu betreibenden Motortyp bezogen sind.
DE1997137652 1997-08-29 1997-08-29 Verfahren zum Erkennen von Zündaussetzern bei Ottomotoren und Steuergerät zum Durchführen des Verfahrens Withdrawn DE19737652A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10104753A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-08 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors
CN100441850C (zh) * 2003-08-06 2008-12-10 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的失火判定方法

Cited By (3)

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DE10104753A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-08 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors
DE10104753B4 (de) * 2001-02-02 2014-07-03 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors
CN100441850C (zh) * 2003-08-06 2008-12-10 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的失火判定方法

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