DE3721010A1 - Verfahren und vorrichtung zum detektieren des maximalzylinderdruckwinkels bei einer brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum detektieren des maximalzylinderdruckwinkels bei einer brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung
zum Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels
bei einer Brennkraftmaschine und insbesondere mit einem Verfahren
und einer Vorrichtung zum Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels
bei einer Brennkraftmaschine, bei der
die Maximalzylinderdruckposition zuerst einmal als ein Zeitwert
erhalten und dann in einen Winkelwert durch Multiplizieren
mit einem Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor umgewandelt
wird.
Es gibt übliche Verfahren und Vorrichtungen zum Detektieren
des Kurbelwinkels einer Brennkraftmaschine, bei der der Zylinderdruck
maximal wird und zum Regeln des Zündzeitpunktes
oder dergleichen der Brennkraftmaschine auf der Basis des detektierten
Maximalzylinderdruckwinkels. Die japanische offengelegte
Patentanmeldung No. 58 (1983)-1 97 470 beschreibt beispielsweise
eine Vorrichtung, bei der der Maximalzylinderdruckwinkel
unter Verwendung eines Kurbelwinkelsensors bestimmt
wird, der den Kurbelwinkel einmal pro jeweiliger Drehwinkeleinheit,
beispielsweise einmal pro jeweiligem Rotationsgrad
detektiert. Diese übliche Vorrichtung ermittelt somit
den Maximalzylinderdruckwinkel direkt in Form einer Größe
des Kurbelwinkels, und hierbei wird nicht zuerst einmal die
Position der Kurbelwelle als ein Zeitwert ermittelt. Wenn der
Maximaldruck direkt als Kurbelwinkel, wie bei der vorstehend
beschriebenen Vorrichtung erhalten wird, so ist es
notwendig, einen Sensor vorzusehen, der fähig ist, den Kurbelwinkel
beispielsweise einmal pro jeweiligem Rotationswinkel
genau zu detektieren. Dies ist nachteilig, da es äußerst
schwierig und sehr teuer ist, einen Sensor herzustellen,
der eine derartige Messung mit hoher Genauigkeit vornehmen
kann.
Daher wurden Verfahren und Vorrichtungen verwendet, bei denen
die Position, bei dem der Maximaldruck auftritt, zuerst als
ein Zeitwert gemessen und der gemessene Zeitwert anschließend
mit einem Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor multipliziert
wird, um ihn in einen Winkel umzuwandeln. In diesem Fall wird
der Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor üblicherweise ermittelt als
(Brennkraftmaschinen UpM × 360°)/60 s. Da jedoch die Brennkraftmaschinendrehzahl
(UpM) sich während der Beschleunigung
oder anderer Übergangszustände des Brennkraftmaschinenbetriebs
ändert, so ist es notwendig, den Einfluß einer solchen
Änderung durch die momentane Detektion der Brennkraftmaschinendrehzahl
zu vermeiden. Ein übliches Verfahren oder eine
Vorrichtung, welche hierfür bestimmt ist, werden nachstehend
unter Bezugnahme auf Fig. 5 anhand des Beispiels einer
Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine erläutert. Zusätzlich zu
der Ermittlung eines Zylinderidentifikationssignals einmal
pro jeweils 720 Rotationsgraden der Kurbelwelle und eines
TDC (oberer Totpunkt)-Signals einmal pro jeweils 180 Rotationsgraden
werden Kurbelwinkeleinheiten R 0-R 5 einmal pro
30 Rotationsgraden der Kurbelwelle detektiert. Der Umwandlungsfaktor
wird aus den Perioden ME 1-ME 6 der Intervalle
S 1-S 6 zwischen den Kurbelwinkeleinheiten R 0-R 6 (diese
Intervalle werden nachstehend als "Abschnitte" bezeichnet)
und insbesondere aus der Periode ME 1 des Abschnitts S 1 ermittelt,
der den Abschnitt darstellt, während der der Maximaldruck
Pmax auftritt. Wie sich aus Fig. 6 bezüglich einer
Hin- und Herbewegung eines Kolbens jedoch ergibt, ist die
Brennkraftmaschinendrehzahl selbst bei einem stationären
Brennkraftmaschinenbetrieb nicht konstant, sondern ändert
sich mit der Kolbenstellung, dem Arbeitshubdruck u. dgl.
Wenn man daher die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne 0 bis
Ne 5 bei Winkeln R 0 bis R 5 ermittelt, ergibt sich die
Änderungsrate aNE zu
So ergibt sich, daß sich die Winkelgeschwindigkeit ändert,
wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Bei der Ermittlung des
Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktors ist daher selbst dann, wenn
die Ermittlung unter Verwendung der Periode ME 1 des Abschnitts
S 1 erfolgt, bei der der Maximaldruckwert auftritt,
der ermittelte Winkelschritt fehlerbehaftet, da die Periode
ME 1 nichts anderes als der Mittelwert der Drehzahl (UpM) im
Abschnitt S 1 darstellt. In anderen Worten ausgedrückt und
wie sich dies aus Fig. 8 ersehen läßt, ist der Wert von
R pmax ermitelt aus ME 1 14° ATDC (nach oberem Totpunkt), d. h.
größer als der tatsächliche Wert, wenn der tatsächliche Kurbelwinkel
13° ATDC (nach dem oberen Totpunkt) ist. Dieser Fehler
bei der Verzögerungseinrichtung führt zu einem Fehler bei
der Regelung des Zündzeitpunkts o. dgl., wodurch seinerseits
die Brennkraftmaschinenbetriebseffizienz gesenkt wird.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels bei
einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die ermöglichen,
daß der Kurbelwinkel, bei dem der Maximaldruck auftritt,
genau dadurch ermittelbar ist, daß die Änderungsrate der
Brennkraftmaschinendrehzahl (UpM) berücksichtigt wird, wenn
die Zeit-Winkel-Umwandlung erfolgt. Hierzu gibt die Erfindung
einerseits ein Verfahren zum Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels
bei einer Brennkraftmaschine an, bei dem
der Zylinderdruck der Brennkraftmaschine detektiert wird
und die Position, an der der Druck maximal wird, bestimmt
wird, der Zeitablauf bzw. der Zeitraum zwischen einem Bezugskurbelwinkel
und der Maximaldruckstellung gemessen wird
und der gemessene Wert mit einem Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor
multipliziert wird, der im Hinblick auf die Drehzahl
der Brennkraftmaschine kompensiert ist. Den Zeit-Winkel-
Umwandlungsfaktor erhält man auf der Basis der Änderungsrate
zwischen den Perioden, die jeweils einer Kurbelwinkeleinheit
entspricht. Insbesondere wird die Änderungsrate aus
den Perioden der Kurbelwinkeleinheitsintervalle unmittelbar
vor und nach dem Bezugskurbelwinkel und einer vorausgesagten
Änderungsrate bei der Maximaldruckposition ermittelt, die
hieraus interpoliert wird. Andererseits gibt die Erfindung
im Hinblick auf die gestellte Zielsetzung auch eine Vorrichtung
zum Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels bei
einer Brennkraftmaschine an, die einen Drucksensor aufweist,
der an einem Zylinder der Brennkraftmaschine zum Detektieren
des Zylinderdrucks in der Brennkraftmaschine angeordnet
ist, die einen Kurbelwinkelsensor, der in der Nähe eines Drehteils
der Brennkraftmaschine zum Detektieren der Bezugswinkelposition
der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordnet
ist, ferner eine Einrichtung zum Empfangen der Ausgänge der
Sensoren und zum Bestimmen der Kurbelwinkelposition vorgesehen
ist, bei der der Zylinderdruck maximal wird, und eine
Einrichtung zum Empfangen der Ausgänge des Kurbelwinkelsensors
und der Maximalzylinderdruckbestimmungseinrichtung und zum Messen
des Zeitablaufs, der für die Kurbelwelle erforderlich
ist, um zwischen dem Bezugskurbelwinkel und dem Kurbelwinkel
durchzugehen, bei dem der Zylinderdruck maximal wird, und
eine Einrichtung zur Aufnahme des Ausgangs der Zeitablaufmeßeinrichtung
und zum Multiplizieren des gemessenen Zeitablaufes
mit einem Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor vorgesehen ist,
der im Hinblick auf die Änderungsrate der Brennkraftmaschinendrehzahl
kompensiert ist, so daß man hieraus den Maximalzylinderdruckwinkel
bei der Brennkraftmaschine erhält.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung. Darin zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Detektieren
des Maximalzylinderdruckwinkels bei
einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm zur Verdeutlichung der
Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise
der Vorrichtung nach Fig. 1 und
eine Ausbildungsform eines Verfahrens zum Detektieren
des Maximalzylinderdruckwinkels
bei einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung,
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Ermittlungsvorganges
gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 3,
Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung einer üblichen
Methode zum Detektieren des Maximaldruckwinkels,
Fig. 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderung der
Brennkraftmaschinendrehzahl (UpM) innerhalb der
Kurbelwinkeleinheiten nach Fig. 5,
Fig. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderung
der Brennkraftmaschinenwinkelgeschwindigkeit
innerhalb der Kurbelwinkeleinheiten nach Fig. 5 und
Fig. 8 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Abweichungen,
die zwischen der durch die übliche Methode ermittelten
Kurbelwellenposition und der tatsächlichen
Kurbelwellenposition auftreten.
Eine Vorrichtung zum Detektieren des Maximaldruckwinkels nach
der Erfindung wird nachstehend zuerst unter Bezugnahme auf die
Figuren der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Detektiereinrichtung, die
als eine Zündzeitpunktsteuereinrichtung ausgelegt ist, und
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Wellenformen der Ausgänge dieser
Vorrichtung zeigt.
In Fig. 1 sind mit der Bezugsziffer 10 piezoelektrische Drucksensoren
zum Detektieren des Druckes in den Zylindern bei einer
Brennkraftmaschine 12 bezeichnet. Die Sensoren 10 sind derart
angeordnet, daß sie in die Brennkammern (nicht gezeigt) der
Zylinder weisen. Das dargestellte Beispiel bezieht sich auf
eine Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine, und pro Zylinder ist ein
piezoelektrischer Sensor 10 vorgesehen. Die Ausgänge der Drucksensoren
10 werden in Spannungen durch Ladungs-Spannungswandler/
Verstärker (nicht gezeigt) umgewandelt und dann einer Steuereinheit
14 zugeleitet, in der sie an zugeordnete Tiefpaßfilter 16
angelegt werden. Die den Tiefpaßfiltern 16 folgende Stufe ist
ein Multiplexer 18, der durch Befehle von einem Mikroprozessor
gesteuert wird, der nachstehend noch näher erläutert wird, so daß
die Ausgänge von den Filtern 16 der folgenden Stufe in der Zündfolge
der Zylinder zugeleitet werden.
Die folgende Stufe ist ein Maximaldruckpositionssignalgenerator
20, der von einer Differenzierschaltung 22, einem Vergleicher 24
und einem Impulsrückflankendetektor 26 gebildet wird. Die Differenzierschaltung
22 wird von einem Widerstand 22 a, einem Kondensator
22 b, einem Widerstand 22 c, einem Kondensator 22 d und
einem Operationsverstärker 22 e gebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt
ist, dient die Differenzierschaltung 22 dazu, die Phase der
Wellenform der Sensorausgänge um 90° zu verschieben. Bestehend
aus einem Widerstand 24 a und einem Operationsverstärker 24 b
vergleicht der Komparator 24 den Ausgang von der Differenzierschaltung
22 mit einer Normspannung, und wie in Fig. 2 gezeigt
ist, wird der Ausgang auf den Niedrigpegel L verschoben, wenn
der Wellenformausgang von der Differenzierschaltung 22 zu dem
Zeitpunkt durch Null geht, bei dem der Ausgang des Sensors den
Spitzenwert erreicht. Der Ausgang des Komparators 24 liegt an
dem Impulsrückflankendetektor 26 an. Der Impulsrückflankendetektor
26 weist einen Widerstand 26 a, einen Kondensator 26 b,
einen Widerstand 26 c, einen Inverter 26 d und ein NOR-Verknüpfungsglied
26 e auf. Der Impulsrückflankendetektor 26 detektiert
die Zeit, zu der der Impulsausgang von dem Komparator 24
fällt, und nach Fig. 2 erzeugt er einen Steuerimpuls mit einer
vorbestimmten Breite, der leicht mit Hilfe eines Mikroprozessors
verarbeitbar ist.
Der Ausgang des Impulsrückflankendetektors 26 wird einem Mikroprozessor
28 zugeführt, der die anschließende Stufe des Generators
20 bildet. Der Mikroprozessor 28 weist eine Eingabe/
Ausgabe-Anschlußeinheit 28 a, einen A/D(Analog/Digital)-Wandler
28 b, ein CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 28 c, einen ROM
(Festspeicher) 28 d und einen RAM (Random-Speicher bzw. Arbeitsspeicher)
28 e auf. Ferner ist eine erste Zeitmeßschaltung zum
Messen der Zeitperiode Tpmax zwischen der Zeit, zu der der Kolben
die TDC (obere Totpunkts) Stellung erreicht und dem Zeitpunkt,
zu dem der Impuls von dem Impulsrückflankendetektor 26
abgegeben wird, vorgesehen, und es ist eine zweite Zeitmeßschaltung
zum Messen der Länge der Perioden ME 1-ME 6 der Abschnitte
S 1-S 5 vorgesehen. (Keine der Zeitmeßschaltungen ist gezeigt.)
Ferner ist ein Kurbelwinkelsensor 32 in der Nähe eines Drehteils
30 der Brennkraftmaschine 12 zum Detektieren des Winkels der
Kurbelwelle angeordnet, mit der die Brennkraftmaschinenkolben
(nicht gezeigt) verbunden sind. Ähnlich wie bei dem üblichen
Beispiel nach Fig. 5 liefert der Sensor 32 ein Zylinderidentifikationssignal
einmal pro jeweils 720 Rotationsgraden der
Kurbelwelle, ein TDC-Signal einmal pro 180°-Drehwinkel der
Kurbelwelle und ein Kurbelwinkeleinheitssignal einmal pro
30 Rotationsgraden der Kurbelwelle (bei R 0-R 5). Das den Winkel
R 0 bezeichnende Signal wird genau synchron mit der TDC-
Stellung ausgegeben. An einer geeigneten Stelle des Lufteinlaßkanals
der Brennkraftmaschine stromab einer Drosselklappe 34
ist ein Drucksensor 36 zum Detektieren des Absolutdrucks im
Ansaugkanal angegeben, der ein Signal ausgibt, das den Belastungszustand
der Brennkraftmaschine wiedergibt. Nach der Formung durch
eine Wellenformer-Formungsschaltung (nicht gezeigt) wird der
Ausgang von dem Kurbelwellensensor 32 in die Steuereinheit 14
eingegeben und zu dem Mikroprozessor 28 übermittelt. Der Ausgang
des Drucksensors 36 wird zu einer Pegelumwandlungsschaltung
(nicht gezeigt) geleitet, und nach der Umwandlung zu einem Signal
mit entsprechendem Pegel wird dieses dem Mikroprozessor 28 zugeführt,
in dem es in digitaler Form mit Hilfe des A/D-Wandlers
28 b umgewandelt wird.
Auf der Basis der Eingabedaten ermittelt der Mikroprozessor 28
zuerst die Maximaldruckwinkel für die jeweiligen Zylinder, und
dann nach der Ermittlung des Zündzeitpunktes werden Zündbefehle
einer Zündeinrichtung 40 zugeleitet, um die Zündung des
Luft/Brennstoffgemisches in den Brennkammern der Brennkraftmaschine
auszulösen. Der Mikroprozessorausgang liegt auch an dem
Multiplexer 18 für die Verknüpfungsgliedumschaltung an.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung und eine Ausbildungsform des
Verfahrens zum Detektieren nach der Erfindung werden nachstehend
anhand des Flußdiagramms nach Fig. 3 näher erläutert.
Zuerst wird im Schritt 60 das Ankommen der Kurbelwelle an der
Kurbelwinkelposition R 5 (30° BTDC [vor oberem Totpunkt]) von
dem Ausgang des Kurbelwinkelsensors 32 bestätigt. Dann wird
im Schritt 62 die zweite Zeitmeßschaltung aktiviert, um die
Periode ME 6 des Abschnitts 6 zu messen.
Im Schritt 64 wird das Ankommen der Kurbelwelle an der Kurbelwinkelposition
R 0 (oberer Totpunktsstellung) bestätigt, und im
Schritt 66 wird die zweite Zeitmeßschaltung gestoppt und die
gemessene Periode ME 6 im Speicher abgelegt. Zum gleichen Zeitpunkt
werden die erste und die zweite Zeitmeßschaltung im
Schritt 68 aktiviert, um die verstrichene Zeit Tpmax bis zu der
Position zu messen, an der der Maximaldruck auftritt sowie die
Länge der Periode ME 1 des nächsten Abschnitts S 1. Dann wird
im Schritt 70 das Auftreten des Maximaldruckwertes Pmax von dem
Ausgang der Impulsrückflankendetektorschaltung 26 bestätigt, und
anschließend wird die erste Zeitmeßschaltung gestoppt und der
gemessene Zeitwert Tpmax im Speicher im Schritt 72 abgelegt.
Dann wird das Ankommen der Kurbelwelle am Kurbelwinkel R 1
(30° ATDC) im Schritt 74 bestätigt, und im Schritt 76 wird die
zweite Zeitmeßschaltung gestoppt und die gemessene Periode ME 1
im Speicher abgelegt. Da der Maximaldruckwert Pmax im allgemeinen
in der Nähe von 20° ATDC auftritt, wird der Kurbelwinkel R 1
erreicht, nachdem der Maximaldruckwert aufgetreten ist.
Dann wird im Schritt 78 die Brennkraftmaschinendrehzahl (UpM)-
Änderungsrate a aus der Periode ME 6 des Abschnitts S 6 und der
Periode ME 1 des Abschnitts 1 auf die folgende Weise ermittelt:
Im folgenden Schritt 80 wird der vorausgesagte Wert der Brennkraftmaschinen
(UpM)-Änderungsrate der Maximaldruckstellung,
d. h. der Wert a R p durch Interpolation ermittelt. Die Ermittlungsmethode
ist in Fig. 4 gezeigt. Insbesondere ist die Brennkraftmaschinendrehzahl
(UpM)-Änderungsrate während des Abschnitts
S 1 durch eine Linie x dargestellt, die die Punkte g und h verbindet,
und der Schnittpunkt zwischen der Linie x und einer
Linie y, die von dem Punkt vertikal nach oben verläuft, der die
verstrichene Zeit Tpmax darstellt, wird als vorbestimmte Brennkraftmaschinendrehzahländerungsrate
an dem Punkt genommen, an dem
der Maximalzylinderdruck auftritt. Wenn daher der Wert für a R p
durch Interpolation ermittelt wird und der ermittelte Wert zur
Ermittlung der Winkelposition der Kurbelwelle verwendet wird,
kann man genau den Maximaldruckwinkel bestimmen. Da in Fig. 4
das durch die Punkte g, h und j definierte Dreieck und das durch
die Punkte g, i und k definierte Dreieck zueinander ähnlich sind,
ergibt sich für den Wert a R p folgendes:
a R p = ((a - 1) × (Tpmax/ME 1)) + 1 .
Basierend auf dem Vorangegangenen wird daher der Maximaldruckwinkel
R pmax im Schritt 82 nach Maßgabe folgender Einzelheiten
ermittelt:
Wie sich aus dem Voranstehenden ergibt, wird bei dem Verfahren
und der Vorrichtung nach der Erfindung der Maximaldruckwinkel
R pmax ermittelt aus (1) der vorausgesagten Änderungsrate
a R p ermittelte durch Interpolation basierend auf dem gemessenen
Zeitwert Tpmax bis zur Maximaldruckposition, aus (2) der Periode
ME 1 des Abschnittes, in dem die Maximaldruckposition eingeschlossen
ist, und (3) dem gemessenen Zeitwert Tpmax. Auf diese Weise
können die Änderungen der tatsächlichen Winkelposition der Kurbelwelle
kompensiert werden, die ihre Ursache in der Änderung
der Kolbenposition sowohl während des Übergangszustandes als
auch während des stationären Betriebszustandes der Brennkraftmaschine
hat. Auf diese Weise kann man vorteilhaft den Maximaldruckwinkel
R pmax mit hoher Genauigkeit detektieren. Die Erfindung
ermöglicht ferner die genaue Detektion des Maximaldruckwinkels
ohne die Verwendung eines schwierig herzustellenden Kurbelwinkelsensors,
der eine Detektion mit Intervallen von einem
Grad vornehmen kann. Anstelle hiervon wird bei der Erfindung
eine genaue Detektion des Maximaldruckwinkels mit einer Kurbelwinkeleinheit
ermöglicht, die mit relativ geringer Auflösung
(Abschnittsintervall) von beispielsweise 30° angenommen werden
kann. Als Folge hiervon besteht kein Bedürfnis nach der Vergrößerung
der Auflösung durch Unterteilung der Abschnittsintervalle,
so daß man eine hochpräzise Detektion mit einer relativ
einfachen Vorrichtung erreichen kann. Obgleich bei dem voranstehend
beschriebenen Beispiel der TDC-Signalbereich (180°) in
sechs gleiche Abschnitte von 30° jeweils unterteilt ist, so
ist zu erwähnen, daß die Abschnitte S 2 bis S 5 nicht absolut notwendig
sind und daß die Abschnittsintervalle nicht notwendig
gleich zu sein brauchen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorliegende
Beispiel beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall
treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Nach der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels bei einer Brennkraftmaschine
bereitgestellt. Das Verfahren weist die Schritte auf,
gemäß denen der Zeitablauf gemessen wird, der erforderlich ist,
um zu erreichen, daß die Brennkraftmaschinenkurbelwelle zwischen
einem Bezugskurbelwinkel, wie TDC (oberer Totpunkt) und dem Kurbelwinkel
durchgeht, an dem der Zylinderdruck maximal wird
und bei denen der gemessene Zeitablauf mit einem Zeit-Winkel-
Umwandlungsfaktor multipliziert wird. Die Änderungsrate der
Rotationsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine wird bei der
Zeit-Winkel-Umwandlung berücksichtigt, so daß die Position, an
der der Zylinderdruck maximal wird, in Größen des Kurbelwinkels
unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt
werden kann. Bei der Vorrichtung wird die Brennkraftmaschinendrehzahländerungsrate
ebenfalls kompensiert. Die Zeit-Winkel-
Umwandlung kann selbst dann genau erfolgen, wenn ein Kurbelwinkelsensor
verwendet wird, der den Kurbelwinkel in relativ
großen Intervallen, wie z. B. einmal pro 30°, detektiert.
Claims (8)
1. Verfahren zum Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels
bei einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet
durch die Schritte:
- a) Detektieren des Zylinderdrucks in einer Brennkraftmaschine und Bestimmen der Winkelposition einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bei der der Zylinderdruck maximal wird,
- b) Messen der verstrichenen Zeit, die erforderlich ist, damit die Kurbelwelle zwischen einem Bezugskurbelwinkel und dem Kurbelwinkel durchgeht, an dem der Zylinderdruck maximal wird, und
- c) Multiplizieren der gemessenen verstrichenen Zeit mit einem Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor, der im Hinblick auf die Änderungsrate der Brennkraftmaschinenrotationsgeschwindigkeit kompensiert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor, der im Hinblick auf die
Änderungsrate der Brennkraftmaschinenrotationsgeschwindigkeit
kompensiert ist, auf der Basis einer Änderungsrate zwischen den
Perioden der Kurbelwinkeleinheitsintervalle erhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderungsrate zwischen den Perioden der Kurbelwinkelintervalleinheiten
aus den Perioden der Kurbelwinkeleinheitsintervalle
vor und nach dem Bezugskurbelwinkel und einer vorausgesagten
Änderungsrate an der Maximaldruckposition ermittelt wird, die
hieraus interpoliert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kurbelwinkeleinheit relativ groß im Vergleich zu der gewünschten
Detektionsgenauigkeit ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bezugskurbelwinkel der Kurbelwinkel am
oberen Totpunkt ist.
6. Vorrichtung zum Detektieren des Maximalzylinderdruckwinkels
bei einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet
durch:
- a) einen Drucksensor (10), der an einem Zylinder der Brennkraftmaschine (12) zum Detektieren des Zylinderdrucks in der Brennkraftmaschine angeordnet ist,
- b) einen Kurbelwinkelsensor (32), der in der Nähe eines Drehteils der Brennkraftmaschine zum Detektieren einer Bezugswinkelposition der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordnet ist,
- c) eine Einrichtung (14) zum Empfangen der Ausgänge der Sensoren (10, 32) und zum Bestimmen der Kurbelwinkelposition, an der der Zylinderdruck maximal wird,
- d) eine Einrichtung (28) zum Empfangen der Ausgänge des Kurbelwinkelsensors (32) und einer Maximalzylinderdruckbestimmungseinrichtung (20) und einer Einrichtung zum Messen der Ablaufzeit, die dafür erforderlich ist, daß die Kurbelwelle zwischen dem Bezugskurbelwinkel und dem Kurbelwinkel durchgeht, an der der Zylinderdruck maximal wird, und
- e) eine Einrichtung (28) zum Empfangen des Ausgangs der Ablaufzeitmeßeinrichtung (20) und zum Multiplizieren der gemessenen Ablaufzeit mit einem Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor, der im Hinblick auf die Änderungsrate der Brennkraftmaschinenrotationsgeschwindigkeit kompensiert ist, um den Maximalzylinderdruckwinkel bei der Brennkraftmaschine zu erhalten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zeit-Winkel-Umwandlungsfaktor, der im Hinblick auf die
Änderung der Brennkraftmaschinenrotationsgeschwindigkeit kompensiert
ist, auf der Basis einer Änderungsrate zwischen den Perioden
der Kurbelwinkeleinheitsintervalle ermittelbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderungsrate zwischen den Perioden der Kurbelwinkelintervalleinheiten
aus den Perioden der Einheitskurbelwinkelintervalle vor
und nach dem Bezugskurbelwinkel und einer vorausgesagten Änderungsrate
an der Maximaldruckposition ermittelbar ist, die hieraus
interpoliert ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=15423481
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Country Status (4)
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