DE102008044305B4 - Method, control device and computer program product for detecting the uneven running of a multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erfassung der Laufunruhe eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors (10), wobei Segmentzeiten (ts) erfasst werden, in denen eine Welle (28) des Verbrennungsmotors (10) durch Markierungen (37) eines Geberrades (30) definierte Winkelsegmente überstreicht, Korrekturwerte ermittelt werden, in denen sich Winkelfehler (dφ) der Markierungen (37) des Geberrades (30) abbilden, und ein Maß für die Laufunruhe auf der Basis der erfassten Segmentzeiten (ts) und der Korrekturwerte gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Quadrat der Drehzahl (n) der Welle (28) proportionaler Anteil (P1(n), P2(n)) an unkorrigierten Laufunruhewerten (Luts_0, Luts_1, Luts_2, Luts_3) im gefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors (10) ermittelt wird und die Korrekturwerte als Funktion des zum Quadrat der Drehzahl (n) der Welle (28) proportionalen Anteils (P1(n), P2(n)) an den unkorrigierten Laufunruhewerten (Luts_0, Luts_1, Luts_2, Luts_3) ermittelt werden, wobei Wertepaare (Luts_0, n) von Drehzahlwerten (n) und für diese Drehzahlwerte (n) erfassten unkorrigierten Laufunruhewerten (Luts_0) gebildet werden und ein Näherungswert (c) für einen Proportionalitätsfaktor zwischen den Quadraten der Drehzahlwerte (n) und den für diese Drehzahlwerte (n) zylinderindividuell gebildeten unkorrigierten Laufunruhewerten (Luts_0) durch ein Regressionsverfahren auf der Basis von wenigstens zwei Wertepaaren (Luts_0, n) ermittelt wird.Method for detecting the uneven running of a multi-cylinder internal combustion engine (10), segment times (ts) being recorded during which a shaft (28) of the internal combustion engine (10) sweeps over angular segments defined by markings (37) on a transmitter wheel (30), and correction values are determined, in which angular errors (dφ) of the markings (37) of the encoder wheel (30) are mapped, and a measure for the uneven running is formed on the basis of the recorded segment times (ts) and the correction values, characterized in that a square of the speed ( n) the shaft (28) proportional share (P1 (n), P2 (n)) of uncorrected uneven running values (Luts_0, Luts_1, Luts_2, Luts_3) is determined in the fired operation of the internal combustion engine (10) and the correction values as a function of the squared the speed (n) of the shaft (28) proportional share (P1 (n), P2 (n)) of the uncorrected rough running values (Luts_0, Luts_1, Luts_2, Luts_3) are determined, with value pairs (Luts_0, n) of speedw erten (n) and uncorrected uneven running values (Luts_0) recorded for these rotational speed values (n) are formed and an approximate value (c) for a proportionality factor between the squares of the rotational speed values (n) and the uncorrected uneven running values (Luts_0) that are individually formed for these rotational speed values (n) for each cylinder ) is determined by a regression method on the basis of at least two value pairs (Luts_0, n).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Steuergerät und ein Computerprogrammprodukt nach dem Oberbegriff des jeweiligen zugehörigen unabhängigen Anspruchs. Unter der Laufunruhe wird dabei eine Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verstanden.The present invention relates to a method, a control device and a computer program product according to the preamble of the respective associated independent claim. The uneven running is understood to mean a rotational irregularity of the crankshaft of the internal combustion engine.
Solche Gegenstände sind bereits aus der
Die
- - Bereitstellen einer Brennkraftmaschine (
1 ) mit - -- einer Kurbelwelle (
7 ) und - -- mit der Kurbelwelle (
7 ) zusammenwirkenden Zylindern (3 ), wobei mindestens ein Zylinder (3 ) von einem Verbrennungsaussetzer betroffen ist, - - Bestimmen eines digitalen Drehzahlsignals der Kurbelwelle (
7 ), - - Bestimmen eines Auswertefensters (
16 ) für das Drehzahlsignal, - - Transformieren des in dem Auswertefenster (
16 ) befindlichen Drehzahlsignals in einen Winkel-Frequenz-Bereich, wobei das Drehzahlsignal in dem Winkel-Frequenz-Bereich durch mehrere Ordnungen (i) charakterisiert wird, - - Berechnen eines Laufunruhemaßes (LUM) aus zumindest mehreren der Ordnungen (i) unterhalb einer Zündordnung (Zo), und Vergleichen des Laufunruhemaßes (LUM) mit einem Schwellwert (G), wobei bei Überschreiten des Schwellwertes (G) der Verbrennungsaussetzer erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufunruhemaß (LUM) zumindest bis zu einer halben Zylinderanzahl mit einer zunehmenden Anzahl von Verbrennungsaussetzern innerhalb eines Arbeitsspiels (A) der Brennkraftmaschine zunimmt und mit einer abnehmenden Anzahl abnimmt.
- - Provision of an internal combustion engine (
1 ) With - - a crankshaft (
7th ) and - - with the crankshaft (
7th ) cooperating cylinders (3rd ), where at least one cylinder (3rd ) is affected by a combustion misfire, - - Determination of a digital speed signal of the crankshaft (
7th ), - - Determination of an evaluation window (
16 ) for the speed signal, - - Transforming the in the evaluation window (
16 ) located speed signal in an angle-frequency range, the speed signal in the angle-frequency range is characterized by several orders (i), - - Calculating an uneven running measure (LUM) from at least several of the orders (i) below an ignition order (Zo), and comparing the running unbalance measure (LUM) with a threshold value (G), the misfire being detected when the threshold value (G) is exceeded, thereby characterized in that the running balance (LUM) increases at least up to half the number of cylinders with an increasing number of combustion misfires within a work cycle (A) of the internal combustion engine and decreases with a decreasing number.
Die
Die
- - dass sie auf eine Speichereinheit zugreift, in der mindestens eine empirisch ermittelte Kennlinie abgelegt ist, durch die der Idealverlauf eines zylinderbezogenen Laufunruhewertes abhängig von einem definierten Verlauf des Lambdawertes ermittelbar ist,
- - dass die Einspritzmenge eines zu untersuchenden Zylinders mit dem, bezogen auf den Lambdawert, definierten Verlauf in Richtung mager verstellbar ist,
- - dass der aus der Magerverstellung resultierende tatsächliche Verlauf der Laufunruhe ermittelt wird und
- - dass aus der Abweichung des tatsächlichen Verlaufs der Laufunruhe vom Idealverlauf der tatsächliche Lambdawert vor der Magerverstellung ermittelt wird.
- - that it accesses a memory unit in which at least one empirically determined characteristic curve is stored, by means of which the ideal course of a cylinder-related uneven running value can be determined depending on a defined course of the lambda value,
- - that the injection quantity of a cylinder to be examined can be adjusted in the direction of lean with the course defined in relation to the lambda value,
- - That the actual course of the uneven running resulting from the lean adjustment is determined and
- - That the actual lambda value before the lean adjustment is determined from the deviation of the actual course of the uneven running from the ideal course.
Das bekannte Verfahren sieht bereits eine Ermittlung von Korrekturwerten vor, in denen sich Winkelfehler der Markierungen des Geberrades abbilden. Ein Maß für die Laufunruhe wird auf der Basis der erfassten Segmentzeiten und der Korrekturwerte gebildet. Die Ermittlung der Korrekturwerte erfolgt im Schiebebetrieb und wird auch als Geberradadaption bezeichnet. Im Schiebebetrieb wird die Korrekturwertermittlung nicht durch aus Verbrennungen resultierende Drehmomentfluktuationen gestört. Im gefeuerten Betrieb werden zusätzlich Last- und Drehzahl-bereichsindividuelle Korrekturwerte ermittelt, die zur Kompensation von Einflüssen von Torsionsschwingungen auf die Laufunruhewertermittlung dienen. The known method already provides for a determination of correction values in which angle errors of the markings of the encoder wheel are mapped. A measure for the uneven running is formed on the basis of the recorded segment times and the correction values. The correction values are determined in coasting mode and are also referred to as encoder wheel adaptation. In coasting operation, the determination of the correction value is not disturbed by torque fluctuations resulting from combustion. In fired operation, load and speed range-specific correction values are also determined, which are used to compensate for the effects of torsional vibrations on the determination of the uneven running values.
Ohne eine solche Kompensation könnten solche Einflüsse die Genauigkeit einer Erkennung von Verbrennungsaussetzem beeinträchtigen.Without such compensation, such influences could impair the accuracy of the detection of combustion misfires.
Die bekannten Gegenstände sind vergleichsweise aufwändig und benötigen vergleichsweise viel Zeit, bis die Korrekturwertbildung für sämtliche Last- und Drehzahl-Bereiche abgeschlossen ist.The known objects are comparatively complex and require a comparatively long time until the correction value formation for all load and speed ranges has been completed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens, eines Steuergeräts und eines Computerprogrammprodukts der jeweils eingangs genannten Art, die eine weniger aufwändige, genaue und schnell erfolgende Korrekturwertbildung im gefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors ermöglichen.Against this background, the object of the invention is to provide a method, a control device and a computer program product of the type mentioned in each case, which enable a less complex, precise and quick correction value formation in the fired operation of the internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass auf Winkelfehlem des Geberrades basierende Anteile an einem auf herkömmliche Weise gebildeten Maß für die Laufunruhe in Abhängigkeit vom Quadrat der Drehzahl des Geberrades variieren.This object is achieved in each case with the features of the independent claims. The invention is based on the knowledge that proportions based on angular errors in the encoder wheel vary in a conventional measure for the uneven running as a function of the square of the speed of the encoder wheel.
Erfindungsgemäß wird ein zum Quadrat der Drehzahl der Welle proportionaler Anteil an unkorrigierten Laufunruhewerten ermittelt. Die Ermittlung erfolgt im gefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors. Darüber hinaus werden die Korrekturwerte als Funktion des ermittelten Anteils an den unkorrigierten Laufunruhewerten, der zum Quadrat der Drehzahl der Welle proportional ist, gebildet. Dadurch ermöglicht die Erfindung eine genaue und schnell erfolgende Geberradadaption im gefeuerten Betrieb. Dabei wird unter einem unkorrigierten Laufunruhewert jeweils ein Laufunruhewert verstanden, der noch korrigiert wird. Bei der Korrektur kann es sich um die erste Korrektur, eine m-te Korrektur oder auch um eine nach einer ersten Korrektur oder nach einer m-ten Korrektur erfolgende weitere Korrektur handeln.According to the invention, a proportion of uncorrected uneven running values that is proportional to the square of the rotational speed of the shaft is determined. The determination takes place in the fired operation of the internal combustion engine. In addition, the correction values are formed as a function of the determined portion of the uncorrected uneven running values, which is proportional to the square of the speed of the shaft. In this way, the invention enables an accurate and quick adaptation of the encoder wheel in fired operation. In this context, an uncorrected uneven running value is understood to mean an uneven running value that is still to be corrected. The correction can be the first correction, an m-th correction or also a further correction that takes place after a first correction or after an m-th correction.
Die Ermittlung von mit dem Quadrat der Drehzahl variierenden Anteilen an den Laufunruhewerten erfolgt dabei zwangsläufig über einen vergleichsweise großen Drehzahlbereich. Daher gehen auf schmale Drehzahlbereiche beschränkte Einflüsse nur in stark abgeschwächter Form in das Ergebnis ein. Solche Einflüsse werden zum Beispiel durch Torsionsschwingungen der Kurbelwelle hervorgerufen, die bei Resonanzdrehzahlen auftreten. Der abgeschwächte Einfluss solcher Effekte trägt zu der angestrebten hohen Genauigkeit bei.The determination of the portions of the rough running values that vary with the square of the speed necessarily takes place over a comparatively large speed range. For this reason, influences that are limited to narrow speed ranges are only included in the result in a greatly weakened form. Such influences are caused, for example, by torsional vibrations of the crankshaft, which occur at resonance speeds. The weakened influence of such effects contributes to the desired high accuracy.
Zur erwünschten Schnelligkeit, mit der die Korrekturwertbildung erfolgt, trägt insbesondere der Umstand bei, dass eine jeweils in einem bestimmten Drehzahlbereich individuelle Korrekturwertermittlung nicht erforderlich ist.The fact that an individual correction value determination is not necessary in each case in a specific speed range is a contributing factor to the desired speed with which the correction value formation takes place.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages emerge from the dependent claims, the description and the attached figures.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
-
1 das technische Umfeld der Erfindung, -
2 zylinderindividuelle Laufunruhewerte, über mehrere Zylinder gemittelte Laufunruhewerte und mit dem Quadrat der Drehzahl variierende Anteile an Laufunruhewerten in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Verbrennungsmotors; und -
3 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 the technical environment of the invention, -
2 uneven running values for individual cylinders, uneven running values averaged over several cylinders and proportions of uneven running values that vary with the square of the speed as a function of the speed of an internal combustion engine; and -
3rd a flow chart as an embodiment of a method according to the invention.
Dazu wertet das Steuergerät
Im Übrigen ist das Steuergerät
Die Genauigkeit der Drehzahlerfassung hängt von der mechanischen Genauigkeit ab, mit der das Geberrad
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass der durch den Winkelfehler dφ verursachte Anteil an einem aus dem Signal
Es fällt zunächst auf, dass die Beträge der Laufunruhewerte Luts mit zunehmender Drehzahl tendenziell zunehmen. Allerdings zeigen die Verläufe lokale Minima und Maxima, so dass ein quadratisch von der Drehzahl abhängiger Anteil, dessen Absolutbetrag wegen der quadratischen Abhängigkeit monoton steigen müsste, nicht gleich erkennbar ist.First of all, it is noticeable that the amounts of Lut's uneven running values tend to increase with increasing speed. However, the curves show local minima and maxima, so that a component that is quadratically dependent on the speed, the absolute value of which would have to increase monotonically because of the quadratic dependency, cannot be recognized immediately.
Die Linie Mittel_1 zeigt den Verlauf des Mittelwerts der Laufunruhewerte
In einer Ausgestaltung, bei der zunächst Laufunruhewerte auf der Basis unkorrigierter Segmentzeiten gebildet werden, dienen die Funktionswerte
Alternativ sieht eine andere Ausgestaltung eine Korrektur von Segmentzeiten vor. Auch bei dieser Ausgestaltung werden zunächst zur Drehzahl n proportionale Anteile
In jedem Fall werden Korrekturwerte K als Funktion des zum Quadrat der Drehzahl n der Welle
Das Verfahren nach der
An den Schritt
Im Schritt
Wenn der im Schritt
Wird die Abfrage im Schritt
Die Bildung des Proportionalitätsfaktors im Schritt
In einer Ausgestaltung wird der Proportionalitätsfaktor c durch Normieren einer Summe von unkorrigierten Laufunruhe-Basiswerten Luts (z.B.
Die Proportionalitätsfaktoren c, c1, c2 können auf diese Weise zylinderindividuell ermittelt werden.The proportionality factors c, c1, c2 can be determined for each cylinder in this way.
Für Verbrennungsmotoren
Im Schritt
In einer Ausgestaltung erfolgt dies nach der Formel dφ = C * c, wobei C proportional zur normalen Segmentlänge
Anschließend werden in der bekannten Laufunruhewertberechnung die Segmentzeiten durch die korrespondierenden Winkel und Drehzahlen ersetzt. Dies liefert das Ergebnis, dass die allein durch den Winkelfehler dφ hervorgerufene Laufunruhe Luts_dcp für im Vergleich zur Segmentlänge
Daraus folgt dann, dass der Winkelfehler dφ mit einer Proportionalitätskonstanten C proportional zum Quotienten aus dem Laufunruhewert Luts_φ im Zähler und der Drehzahl n im Nenner ist:
Im anschließenden Schritt
Mit dieser korrigierten Segmentzeit findet anschließend im Schritt
Der Schritt
Überschreitet der korrigierte Laufunruhewert Luts_korr dagegen den Schwellenwert S im Schritt
Die
In einer Ausgestaltung werden die Winkelfehler dφ ermittelt. Die ermittelten Werte der Winkelfehler dienen dann zu Korrektur. Aus diesem Grund sind Korrekturwerte hier ebenfalls mit dφ bezeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein zum Quadrat der Drehzahl n der Welle
Diese Ausgestaltung sieht eine Korrektur auf der Basis der Segmentzeiten und eine Laufunruhewertbildung aus den korrigierten Segmentzeiten vor. Eine von ihrer Wirkung her vergleichbare Korrektur wird in einer alternativen Ausgestaltung auf der Basis der Laufunruhewerte vorgenommen. Das heißt, es werden zunächst Basiswerte von Laufunruhewerten in Abhängigkeit von unkorrigierten Segmentzeiten gebildet. Diese Bildung erfolgt bevorzugt auf die weiter oben beschriebene Weise in Abhängigkeit von einer auf die dritte Potenz einer Segmentzeit normierten Segmentzeitdifferenz. Anschließend werden diese Laufunruhe-Basiswerte durch ein Verknüpfung mit einem zum Quadrat der Drehzahl n der Welle
Claims (9)
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