EP1563272A1 - Verfahren zum erkennen von verbrennungsaussetzern in einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum erkennen von verbrennungsaussetzern in einer brennkraftmaschine

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EP1563272A1
EP1563272A1 EP03773479A EP03773479A EP1563272A1 EP 1563272 A1 EP1563272 A1 EP 1563272A1 EP 03773479 A EP03773479 A EP 03773479A EP 03773479 A EP03773479 A EP 03773479A EP 1563272 A1 EP1563272 A1 EP 1563272A1
Authority
EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
threshold value
parameter
running
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03773479A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frédéric Galtier
Hong Zhang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1563272A1 publication Critical patent/EP1563272A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/11—Testing internal-combustion engines by detecting misfire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012—Engine speed gradient
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting misfires in an internal combustion engine.
  • the threshold value is defined as a function of the operating point of the internal combustion engine (for example as a function of the speed and load), and it is generally stored once in the operating control device of the internal combustion engine in the form of characteristic diagrams during the calibration of the internal combustion engine. If the characteristic variable continuously determined for the acceleration of the internal combustion engine thus falls below this threshold value, a misfire is detected in the cylinder under consideration.
  • a fundamental difficulty with these detection methods is that it is very difficult in special operating phases of the internal combustion engine to distinguish speed fluctuations caused by combustion misfires from operational speed fluctuations. Operating phases of high speed and lower are particularly affected Load. At high speeds, the time periods to be measured (segment times) are becoming shorter and shorter, so that no threshold value can be defined that is sufficiently far away from the continuously determined speed-dependent parameter to enable error-free detection of combustion misfires.
  • the method according to the invention is based on a conventional misfire detection method, in which a parameter dependent on the acceleration of the internal combustion engine is continuously determined by means of a predetermined monitoring and analysis method when the internal combustion engine is running and is compared with a threshold value.
  • the acceleration-dependent parameter is, for example, an acceleration index, a torque index, a segment time or a similar variable, such as that e.g. are known from the publications mentioned above.
  • any known monitoring and analysis method with a more or less complicated algorithm can be used to determine this parameter, as is also known from the above-mentioned documents.
  • the acceleration-dependent parameter is an image of the
  • Combustion efficiency since it represents a measure of the torque contribution of the individual cylinders generated by the combustion.
  • the scatter or cyclical distribution of this parameter therefore reflects the smooth running of the internal combustion engine.
  • the scatter of the acceleration-dependent parameter is therefore determined and used to adapt the threshold value to changes in the smooth running of the internal combustion engine.
  • the threshold value is increased when the running smoothness becomes smaller and the threshold value is reduced when the running smoothness becomes larger.
  • the threshold value for the misfire detection can be continuously and automatically adapted to changing operating states, which increases the reliability of the misfire detection accordingly.
  • the scattering range for the scattering of the acceleration-dependent parameter can be determined in any way. For example, a predefined period of time or a predefined number of working cycles is used as the scattering range.
  • the method according to the invention increases the safety and accuracy of misfire detection in the entire operating range and during the entire service life of the internal combustion engine.
  • reliable misfire detection is also possible in unfavorable operating phases such as allows when heating the catalyst.
  • Another advantage of the method according to the invention is that it can be used when calibrating the internal combustion engine, so that no separate setting of a threshold value for misfire detection is required. This simplifies the calibration process. All of this is achieved with a minimal amount of computation and memory, which means a corresponding relief of the electronic operating control device.
  • the invention thus makes a contribution to optimizing the operation of the internal combustion engine with regard to fuel consumption and pollutant emissions.
  • the scatter of the parameter dependent on the acceleration of the internal combustion engine is used to check the result of the smooth running control. If, for example, after the smooth running control has been carried out and the threshold value has been adjusted, combustion misfires still occur in one or more cylinders, the checking method according to the invention recognizes the combustion of this cylinder or cylinders as faulty. As a result, the malfunction of the cylinder in question is confirmed or verified. An error message can then be generated.
  • the scatter of the acceleration-dependent parameter is determined in any case in the method according to the invention for adapting the threshold value, the implementation of the described checking method requires only a small additional effort.
  • Fig. 1 is a diagram in which a characteristic value K (acceleration index) of 'the duty cycles Z is plotted an internal combustion engine; 2 shows a flowchart of a method for adapting a threshold value for misfire detection;
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method for checking the result of a smooth running control.
  • a parameter dependent on the acceleration of the internal combustion engine is continuously determined by means of a monitoring and analysis method while the internal combustion engine is running and then compared with a predetermined threshold value. 1, such a characteristic variable K is plotted over the working cycles Z of an internal combustion engine.
  • the parameter K in the exemplary embodiment shown is an acceleration index, as is known, for example, from US Pat. No. 5,056,360 mentioned at the beginning.
  • the acceleration index represents a measure of the acceleration of the crankshaft at a specific operating point of the internal combustion engine. If the acceleration mdex falls below the threshold value, this means that the cylinder in question has made no or only an insufficient torque contribution at this operating point, which is generally due to a misfire.
  • segment times are the time periods that the crankshaft needs during the work cycles of the individual cylinders to run through predetermined angular ranges. Since the determination and evaluation of segment times is also known, there is no need to go into this further.
  • the diagram in FIG. 1 shows the course of the parameter K (acceleration index).
  • the parameter K is shown on the left-hand side of the diagram when the internal combustion engine is operating optimally. As can be seen, the parameter K changes only slightly in this operating range.
  • the straight line denoted by S represents a threshold value suitable for this operating range. If the characteristic variable K falls below the threshold value S in this operating range, this indicates a misfiring VA.
  • the characteristic variable K is continuously determined using a conventional misfire detection method (step 1).
  • the scatter of the parameter K i.e. the changes in K, determined within a predetermined range. For example, a predetermined time period or a predetermined number of working cycles Z can be selected as the scattering range. If the scatter remains essentially unchanged, the program goes back to step 1.
  • this change is analyzed in a step 3. In particular, it is checked in which direction and to what extent the scatter of the parameter K has changed.
  • the threshold value S is then increased or decreased (step 4). In the exemplary embodiment shown, this increase or decrease in the threshold value S takes place cyclically and step by step.
  • the threshold value S can be automatically and continuously adapted to the smooth running or rough running of the internal combustion engine over the entire service life of the internal combustion engine. This ensures that error-free misfire detection is possible even under unfavorable operating conditions of the internal combustion engine.
  • a further aspect of the method according to the invention is explained on the basis of the flow diagram of FIG. 3.
  • the method explained with reference to FIG. 2 is used to check a smooth running control of the internal combustion engine.
  • methods for regulating the smooth running of an internal combustion engine are known in the prior art (for example DE 197 41 965 Cl), in which different torque contributions of the individual cylinders are matched to one another by intervention in the ignition and / or fuel injection To improve the smooth running of the internal combustion engine.
  • the method illustrated in the flowchart in FIG. 3 serves to check the result of such a smooth running control.
  • the starting point is again a conventional misfire detection method in which the parameter K is continuously determined (step 5).
  • a conventional smooth running control method is activated in order to improve the smooth running of the internal combustion engine.
  • step 9 it is checked whether the smooth running control has ended. This can be the case, for example, after a predetermined period of time, a predetermined number of working cycles or when predetermined limits have been reached for certain operating parameters.
  • step 10 it is checked whether this threshold value adaptation has ended.
  • misfire detection which is carried out continuously, a check is carried out after the threshold value adaptation has been completed to determine whether combustion misfires are still occurring in one (or more) cylinders (step 11). If there are no more misfires, the program returns to the starting point. If, however, it appears that combustion misfires still occur in one (or more) cylinders, this is a sign that the combustion in the cylinder in question is disturbed due to a permanent malfunction. The misfire detection is then confirmed (step 12) and a corresponding entry is made in the operating control (step 13).
  • the described method thus enables greater certainty in the detection of a real malfunction with regard to the combustion in one or more cylinders.

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Abstract

Bei bekannten Verfahren dieser Art wird eine von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine abhängige Kenngröße (K) mittels eines Überwachungs- und Analyseverfahrens ermittelt und mit einem Schwellenwert (S) verglichen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Streuung dieser beschleunigungsabhängigen Kenngröße (K) zur Adaption des Schwellenwertes an Änderungen der Laufruhe der Brennkraftmaschine verwendet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern in einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern in einer Brennkraftmaschine.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern in Brennkraftmaschinen bekannt, siehe z. B. EP 0 708 234, EP 0 716 298 und US 5,056,360. Diese Verfahren nutzen den physikalischen Effekt aus, dass ein Zylinder, bei dem ein Verbrennungsaussetzer auftritt, einen geringeren Beschleunigungswert als benachbarte Zylinder zeigt. Dieser physikalischer Effekt wird bei den vorbekannten Verfahren in der Weise ausgenutzt, dass eine von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine abhängige Kenngröße wie z. B. ein Beschleunigungsindex oder eine sogenannte Zylinder- Segmentzeit mittels eines Überwachungs- und Analyseverfahrens bei laufender Brennkraftmaschine ständig ermittelt wird. Diese Kenngröße wird dann mit einem Schwellenwert verglichen. Der Schwellenwert wird in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (z. B. in Abhängigkeit von der Drehzahl und Last) definiert, und er wird im allgemeinen einmal während der Kalibrierung der Brennkraftmaschine im Betriebssteuergerät der Brennkraftmaschine in Form von Kennfeldern gespeichert. Wenn somit die für die Beschleunigung der Brennkraftmaschine laufend ermittelte Kenngröße unter diesen Schwellenwert fällt, wird auf einen Verbrennungsaussetzer in dem betrachteten Zylinder erkannt.
Eine grundsätzliche Schwierigkeit besteht bei diesen Erkennungsverfahren darin, dass es in speziellen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine sehr schwierig ist, durch Verbren- nungsaussetzer bedingte DrehzahlSchwankungen von betriebsbedingten DrehzahlSchwankungen zu unterscheiden. Besonders betroffen sind Betriebsphasen hoher Drehzahl und niedriger Last. Bei hohen Drehzahlen werden die zu messenden Zeitspannen (Segmentzeiten) immer kürzer, so dass sich kein Schwellenwert definieren lässt, der einen ausreichend großen Abstand zu der laufend ermittelten drehzahlabhängigen Kenngröße hat, um eine fehlerfreie Erkennung von Verbrennungsaussetzern zu ermöglichen.
Dies gilt auch für einen Betrieb der Brennkraftmaschine bei nicht optimalen Betriebsparametern, wie dies beispielsweise zum Aufheizen von Katalysatoren erforderlich ist. Um den Auf- heizvorgang zu beschleunigen, wird die Brennkraftmaschine z.B. mit einer erhöhten Menge an Luft und Kraftstoff, jedoch mit sehr später Zündung betrieben. Die Zündung und Verbrennung des Kraftstoffes erfolgen daher teilweise unmittelbar im Katalysator und nicht im Zylinder. Die Folge ist ein sehr rascher Anstieg der Abgastemperatur. Da hierbei die Brennkraftmaschine nicht mit ihrem optimalen, sondern einem sehr späten Zündwinkel betrieben wird, erhöht sich auch die Laufunruhe der Brennkraftmaschine. Es kommt dann zu einem Anstieg und einer entsprechend großen Streuung der beschleunigungsabhängigen Kenngröße, was die Aussetzererkennung entsprechend erschwert.
Im Stand der Technik wurden zahlreiche Algorithmen entwi- ekelt, um störende Einflüsse bei der Aussetzererkennung zu berücksichtigen und auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine sichere Aussetzererkennung zu ermöglichen. So kann beispielsweise beim Wechsel zwischen bestimmten Betriebsphasen (Katalysatorheizen oder nicht) von einem Schwellenwert auf einen anderen umgeschaltet werden. Es sind auch zahlreiche weitere Verfeinerungen der Algorithmen zur Aussetzererkennung bekannt, durch die es weitgehend gelungen ist, Verbrennungsaussetzer in relativ weiten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine ausreichend sicher zu erken- nen. Allerdings muss dies im allgemeinen mit einem relativ großen Rechen- und Speicheraufwand im Betriebssteuergerät der Brennkraftmaschine erkauft werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern in einer Brennkraftmaschine anzugeben, das auf möglichst einfache Wei- se eine sichere Aussetzererkennung auf bei ungünstigen Betriebsbedingungen ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 1 definiert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von einem herkömmlichen Aussetzererkennungsverfahren ausgegangen, bei dem eine von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine abhängige Kenngröße mittels eines vorgegebenen Uberwachungs- und Analyseverfahrens bei laufender Brennkraftmaschine ständig ermittelt und mit einem Schwellenwert verglichen wird. Die beschleunigungsabhängige Kenngröße ist beispielsweise ein Beschleunigungsindex, ein Drehmomentindex, eine Segmentzeit oder eine ähnliche Größe, wie sie z.B. aus den oben erwähnten Druckschriften bekannt sind. Zum Ermitteln dieser Kenngröße kann im Prinzip irgendein bekanntes Uberwachungs- und Analyseverfahren mit einem mehr oder weniger komplizierten Algorithmus verwendet werden, wie es ebenfalls aus den oben genannten Druckschriften bekannt ist.
Die beschleunigungsabhängige Kenngröße ist ein Abbild des
Verbrennungswirkungsgrades, da sie ein Maß für den durch die Verbrennung erzeugten Drehmomentenbeitrag der einzelnen Zylinder darstellt. Die Streuung bzw. zyklische Verteilung dieser Kenngröße spiegelt daher die Laufruhe der Brennkraftma- schine wieder.
Erfindungsgemäß wird daher die Streuung der beschleunigungsabhängigen Kenngröße ermittelt und zum Adaptieren des Schwellenwertes an Änderungen der Laufruhe der Brennkraftmaschine verwendet. Insbesondere wird bei kleiner werdender Laufruhe der Schwellenwert vergrößert und bei größer werdender Laufruhe der Schwellenwert verringert. Auf diese Weise lässt sich der Schwellenwert für die Aussetzererkennung ständig und automatisch an veränderliche Be- triebszustände anpassen, was die Sicherheit der Aussetzerer- kennung entsprechend erhöht.
Der Streubereich für die Streuung der beschleunigungsabhängigen Kenngröße kann in beliebiger Weise festgelegt werden. Beispielsweise wird als Streubereich eine vorgegebene Zeit- spanne oder eine vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren erhöht die Sicherheit und Genauigkeit der Aussetzererkennung im gesamten Betriebsbereich und während der gesamten Lebensdauer der Brennkraftmaschine. Insbesondere wird eine sichere Aussetzererkennung auch bei ungünstigen Betriebsphasen wie z.B. beim Aufheizen des Katalysators ermöglicht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es beim Kalibrieren der Brennkraftmaschine verwendet werden kann, so dass keine gesonderte Festsetzung eines Schwellenwertes für die Aussetzererkennung erforderlich ist. Dadurch vereinfacht sich das Kalibrierungsverfahren. All dies wird bei minimalem Rechen- und Speicheraufwand erreicht, was eine entsprechende Entlastung des elektronischen Betriebssteuergerätes bedeutet. Die Erfindung liefert somit einen Beitrag zur Optimierung des Betriebs der Brennkraftmaschine im Hinblick auf Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen.
Im Stand der Technik sind bereits Verfahren zur Laufruherege- lung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei denen die Verbrennung in den einzelnen Zylindern durch Ändern bestimmter Betriebsparameter wie eingespritzte Kraftstoffmenge, Zündzeitpunkt, etc. so korrigiert wird, dass sich die Laufruhe der Brennkraftmaschine erhöht. Verwiesen sei beispielsweise auf die DE 197 41 965 Cl . Bei diesem Verfahren wird die Differenz zwischen Istwert und Sollwert einer charakteristischen Pro- zessgröße, insbesondere einer von der Drehbeschleunigung der einzelnen Zylinder abhängige Prozessgröße zum Korrigieren der Verbrennung in den einzelnen Zylindern verwendet. Abweichungen der Drehbeschleunigungen zwischen den einzelnen Zylindern werden dann durch Ändern insbesondere der zugeteilten Kraftstoffmenge für jeden einzelnen Zylinder ausgeglichen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist nun vorgesehen, dass die Streuung der von der Beschleunigung der Brennkraft- maschine abhängigen Kenngröße zum Überprüfen des Ergebnisses der Laufruheregelung verwendet wird. Wenn beispielsweise nach Durchführung der Laufruheregelung und erfolgter Anpassung des Schwellenwertes immer noch Verbrennungsaussetzer in einem o- der mehreren Zylindern auftreten, so erkennt das erfindungs- gemäße Überprüfungsverfahren die Verbrennung dieses Zylinders bzw. dieser Zylinder als fehlerhaft. Hierdurch wird somit die Fehlfunktion des betreffenden Zylinders bestätigt bzw. verifiziert. Es kann dann eine Fehlermeldung erzeugt werden.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Adaptieren des Schwellenwertes die Streuung der beschleunigungsabhängigen Kenngröße ohnehin ermittelt wird, erfordert die Implementierung des beschriebenen Überprüfungsverfahrens nur einen geringfügigen zusätzlichen Aufwand.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfin- düng näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Diagramm, in dem eine Kenngröße K (Beschleunigungsindex) über ' den Arbeitszyklen Z einer Brennkraftmaschine aufgetragen ist; Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Adaptieren eines Schwellenwertes für eine Aussetzererkennung;
Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überprüfen des Ergebnisses einer Laufruheregelung.
Wie eingangs erläutert, wird bei den herkömmlichen Aussetzererkennungsverfahren eine von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine abhängige Kenngröße mittels eines Überwachungs- und Analyseverfahrens bei laufender Brennkraftmaschine ständig ermittelt und dann mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. In Fig. 1 ist eine derartige Kenngröße K über den Arbeitszyklen Z einer Brennkraftmaschine aufgetragen. Bei der Kenngröße K handelt es sich im dargestellten Ausführungsbei- spiel, um einen Beschleunigungsindex, wie er beispielsweise aus der eingangs genannten US 5,056,360 bekannt ist.
Da es auf die Art des Uberwachungs- und Analyseverfahrens zum Ermitteln der Kenngröße K im vorliegenden Zusammenhang nicht ankommt und im übrigen derartige Uberwachungs- und Analyseverfahren bekannt sind, wird hierauf nicht weiter eingegangen. Es genügt, darauf hinzuweisen, dass der Beschleunigungs- index ein Maß für die Beschleunigung der Kurbelwelle in einem bestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine darstellt. Wenn der Beschleunigungsmdex unter den Schwellenwert abfällt, so bedeutet dies, dass der betreffende Zylinder keinen oder nur einen unzureichenden Drehmomentbeitrag in diesem Betriebspunkt geliefert hat, was im allgemeinen auf einen Verbrennungsaussetzer zurückzuführen ist.
Statt des Beschleunigungsindex könnten jedoch auch andere von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine abhängige Kenngrößen wie z.B. die sogenannten Segmentzeiten verwendet werden. Bei den Segmentzeiten handelt es sich um die Zeitspannen, die die Kurbelwelle während der Arbeitstakte der einzelnen Zylinder zum Durchlaufen vorgegebener Winkelspannen benötigt. Da die Ermittlung und Auswertung von Segmentzeiten ebenfalls be- kannt ist, braucht hierauf nicht weiter eingegangen zu werden.
Das Diagramm der Fig. 1 zeigt den Verlauf der Kenngröße K (Beschleunigungsindex) . Auf der linken Seite des Diagramms ist die Kenngröße K bei einem optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine dargestellt. Wie ersichtlich, ändert sich die Kenngröße K in diesem Betriebsbereich nur wenig. Die mit S bezeichnete Gerade stellt einen für diesen Betriebsbereich geeigneten Schwellenwert dar. Wenn die Kenngröße K in diesen Betriebsbereich unter den Schwellenwert S abfällt, zeigt dies einen Verbrennungsaussetzer VA an.
Wie ersichtlich, kommt es ungefähr ab dem 9. Arbeitszyklus zu erheblichen Ausschlägen der Kenngröße K. Dies bedeutet eine erhöhte Laufunruhe der Brennkraftmaschine, die auf ungünstige Betriebsbedingungen wie beispielsweise beim Aufheizen eines Katalysators zurückzuführen sind. Hierbei ist der extreme Abfall der Kenngröße K in dem 11. und 12. Arbeitszyklus auf Verbrennungsaussetzer VA zurückzuführen. Die Verbrennungsaus- setzer VA lassen sich durch einen Vergleich mit dem Schwellenwert S unschwer erkennen. Bleibt der Schwellenwert S jedoch unverändert, so kommt es zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern, obwohl tatsächlich keine Verbrennungsaussetzer aufgetreten sind. Der Schwellenwert S muss daher für einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit erhöhter Laufunruhe entsprechend angepasst werden, was durch die mit S' bezeichnete Gerade angedeutet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine selbsttätige Anpassung des Schwellenwertes S an die Laufruhe der Brennkraftmaschine. Eine Ausführungsform dieses Verfahrens wird nun anhand des Flussdiagramms der Fig. 2 näher erläutert.
Mittels eines herkömmlichen Aussetzererkennungsverfahrens wird ständig die Kenngröße K ermittelt (Schritt 1) . Hierauf wird die Streuung der Kenngröße K, d.h. die Änderungen von K, innerhalb eines vorgegebenen Streubereiches bestimmt. Als Streubereich kann beispielsweise eine vorgegebene Zeitspanne oder eine vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen Z gewählt werden. Bleibt die Streuung im wesentlichen unverändert, so geht das Programm zurück zum Schritt 1.
Ändert sich jedoch die Streuung der Kenngröße K, so wird diese Änderung in einem Schritt 3 analysiert. Insbesondere wird geprüft, in welche Richtung und in welchem Ausmaß die Streuung der Kenngröße K sich verändert hat .
Je nach dem Ergebnis dieser Analyse wird dann der Schwellenwert S vergrößert oder verkleinert (Schritt 4) . Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Vergrößerung oder Verkleinerung des Schwellenwertes S zyklisch und schrittweise.
Auf diese Weise lässt sich der Schwellenwert S während der gesamten Lebensdauer der Brennkraftmaschine selbsttätig und kontinuierlich an die Laufruhe bzw. Laufunruhe der Brennkraftmaschine anpassen. So wird sichergestellt, dass auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine fehlerfreie Aussetzererkennung möglich ist. Anhand des Flussdiagrammes der Fig. 3 wird ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Hierbei wird das anhand der Fig. 2 erläuterte Verfahren zum Überprüfen einer Laufruheregelung der Brennkraftmaschine verwendet . Wie in der Beschreibungseinleitung bereits erläutert, sind im Stand der Technik (z.B. DE 197 41 965 Cl) Verfahren zur Regelung der Laufruhe einer Brennkraftmaschine bekannt, bei denen durch Eingriff in die Zündung und/oder Kraftstoffeinspritzung unterschiedliche Drehmomentbeiträge der einzelnen Zylinder aneinander angeglichen werden, um die Laufruhe der Brennkraftmaschine zu verbessern. Das im Flussdiagramm der Fig. 3 veranschaulichte Verfahren dient zum Überprüfen des Ergebnisses einer derartigen Laufruheregelung.
Ausgegangen wird wieder von einem herkömmlichen Aussetzererkennungsverfahren, bei dem ständig die Kenngröße K ermittelt wird (Schritt 5) . In einem Schritt 6 wird nun ein herkömmliches Laufruheregelungsverfahren aktiviert, um die Laufruhe der Brennkraftmaschine zu verbessern.
Während dieser Zeit läuft nach wie vor das anhand des Flussdiagramms der Fig. 2 erläuterte Verfahren zum Adaptieren des Schwellenwertes S ab (Schritte 7 und 8) . In einem Schritt 9 wird geprüft, ob die Laufruheregelung beendet ist. Dies kann beispielsweise nach einer vorgegebenen Zeitspanne, einer vorgegebenen Anzahl von Arbeitszyklen oder bei Erreichen vorgegebener Grenzen für bestimmte Betriebsparameter der Fall sein.
Als Folge der Laufruheregelung verringert sich die Streuung der Kenngröße K. Dies führt wiederum zu einer entsprechenden Adaption des Schwellenwertes S. Im Schritt 10 wird geprüft, ob diese Schwellenwertadaption beendet ist. Mit Hilfe der ständig durchgeführten Aussetzererkennung wird nach Beendigung der Schwellenwertadaption geprüft, ob es in einem (oder mehreren) Zylindern immer noch zu Verbrennungs- aussetzern kommt (Schritt 11) . Treten keine Verbrennungsaussetzer mehr auf, so kehrt das Programm zum Ausgangspunkt zurück. Zeigt sich jedoch, dass in einem (oder mehreren) Zylindern immer noch Verbrennungsaussetzer auftreten, so ist dies ein Zeichen dafür, dass die Verbrennung in dem betreffenden Zylinder aufgrund einer dauerhaften Fehlfunktion gestört ist. Es kommt dann zu einer Bestätigung der Aussetzererkennung (Schritt 12) und einer entsprechenden Eingabe in die Betriebssteuerung (Schritt 13) .
Das beschriebene Verfahren ermöglicht somit eine höhere Sicherheit bei der Erkennung einer echten Fehlfunktion hinsichtlich der Verbrennung in einem oder mehreren Zylindern.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern in einer Brennkraftmaschine, bei dem eine von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine abhängige Kenngröße (K) mittels eines Ü- berwachungs- und Analyse-Verfahrens bei laufender Brennkraftmaschine ständig ermittelt und aus einem Vergleich der Kenngröße (K) mit einem Schwellenwert (S) auf einen Verbrennungs- aussetzer (VA) erkannt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Streuung der Kenngröße (K) ermittelt und zur Adaption des Schwellenwertes (S) an Änderungen der Laufruhe der Brennkraftmaschine verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei kleiner werdender Laufruhe der Schwellenwert (S) vergrößert und bei größer werdender Laufruhe der Schwellenwert verringert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Adaption des Schwellenwertes (S) im Betrieb der Brennkraftmaschine laufend zyklisch wiederholt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es bei der Kalibrierung der Brennkraftmaschine verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a - d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass als Streubereich für die Streuung der Kenngröße (K) jeweils eine vorgegebene Zeitspanne oder eine vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es zylinderspezifisch durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Laufruheregelverfahren dazu verwendet wird, die Verbrennung in Zylindern der Brennkraftmaschine zum Erhöhen der Laufruhe zu korrigieren, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass die Streuung der Kenngröße (K) zum Überprüfen des Ergebnisses der Laufruheregelung verwendet wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass, wenn nach Durchführung der Laufruheregelung und erfolgter Anpassung des Schwellenwertes (S) immer noch Verbrennungsaussetzer in einem Zylinder auftreten, die Verbrennung dieses Zylinders als fehlerhaft er- kannt wird.
EP03773479A 2002-11-21 2003-10-01 Verfahren zum erkennen von verbrennungsaussetzern in einer brennkraftmaschine Withdrawn EP1563272A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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