DD220367A1

DD220367A1 - Verfahren zum feststellen des absoluten arbeitspunktes bei verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DD220367A1
Application number: DD25898383A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Wagner
Original assignee: Fortschritt Veb K
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1985-03-27

Abstract

VERFAHREN ZUM FESTSTELLEN DES ABSOLUTEN ARBEITSPUNKTES BEI VERBRENNUNGSMOTOREN UND ERREICHEN DES OPTIMALEN ARBEITSPUNKTES, INSBESONDERE DEN BEREICH DES GERINGSTEN KRAFTSTOFFVERBRAUCHES, MIT DEM ZIEL DER ANWENDBARKEIT AUCH BEI ALLEN MEHRZYLINDERVERBRENNUNGSMOTOREN MIT GERINGEM MESSTECHNISCHEM AUFWAND UND EINHEITLICHER AUSFUEHRUNG. ES WIRD DIE AUFGABE GELOEST, EIN VERFAHREN ZU SCHAFFEN, WELCHES AUF DER GRUNDLAGE DES SPEZIFISCHEN KENNLINIENFELDES DEN VERBRENNUNGSDRUCK IM ZYLINDER MISST, UEBER EINEN RECHNER AUSWERTET UND DEM FAHRER ANZEIGT. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIES DADURCH ERREICHT, DASS DER VERBRENNUNGSDRUCK UEBERWIEGEND EINES ZYLINDERS VOM DRUCKMESSFUEHLER AN EINEN MIKRORECHNER UEBERMITTELT WIRD, WOBEI DIESER DEN DRUCKVERLAUF UND DABEI VORZUGSWEISE DEN NULLDURCHGANG JEDES ARBEITSTAKTES ZAEHLT, DIE EINZELNEN WERTE INTEGRIERT UND MIT DER VORPROGRAMMIERTEN KREISFLAECHE IM OPTIMIERTEN ZENTRUM DES NFD VERGLEICHT SOWIE GEMEINSAM MIT DER ERMITTELTEN GETRIEBEAUSGANGSDREHZAHL ABSTIMMT. DIE ERFINDUNG IST BEI VERBRENNUNGSMOTOREN ANWENDBAR.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zürn Feststellen des absoluten Arbeitspunktes bei Verbrennungsmotoren .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Verfahren zum Feststellen des absoluten Arbeitspunktes bei Verbrennungsmotoren und Erreichen des optimalen Arbeitspunktes insbesondere den Bereich des geringsten Kraftstoffverbrauches.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für einen optimalen Verbrennungsablauf bei minimalem Kraftstoffverbrauch sind schon Einrichtungen bekannt, die .eine Steuerung und Regelung beinhalten, welche automatisch oder halbautomatisch arbeiten. , * , So. ist z. B. in der DE-OS Nr. 29 52 073 ein Verfahren zur Optimierung der Arbeitszyklen einer fremdgezündeten Brennstoffkraftmaschine beschrieben, welches durch Aufzeichnung des effektiven Mitteldruckes und des Kurbelwinkels für jeden Arbeitshub den optimalen Zündzeitpunkt und die zugeführte Kraftstoffmenge regelt. Dies geschieht aber unabhängig von der jeweiligen Verkehrssituation 'und wird mit hohem Geräte- und Zusatzausrüstungsaufwand, was nachteilig und vom Fahrer nicht beeinflußbar ist, realisiert. Weiter ist von Nachteil, daß dieses Verfahren nur bei Motoren mit Fremdzünduno anwendbar ist und der nicht unwesentliche Anteil an Dieselmotoren unberücksichtigt bleibt. Nachteilig bei dieser Regelung wirkt

sich der relativ große und komplizierte Aufwand an Rechentechnik aus, wobei zur Informationsgewinnung mehrere Sensoren notwendig sind. Der hier betriebene Aufwand, es ist noch ein Weiterer Geber für die Messung der momentanen Stellung der Kurbelwelle notwendig, steht in keinem Verhältnis zur eingesparten Kraftstoffmenge. Deshalb ist auch die patentgemäße Lösung für die Vielzahl von kleinen Fahrzeugmotoren vom Aufwand-Nutzens-Verhältnis her unökonomisch.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren zum Feststellen des absoluten Arbeitspunktes zu erstellen, welches universell für Verbrennungsmotoren mit geringem meßtechnischen Aufwand anwendbar und ohne große Nacharbeit auf die vorhandenen unterschiedlichen Fahrzeugmotoren übertragbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Feststellen des absoluten Arbeitspunktes bei Verbrennungsmotoren zu schaffen, welches auf der Grundlage des spezifischen Kennlinienfeldes den Verbrennungsdruck im Zylinder mittels geeigneter Sonde mißt, über einen Rechner auswertet und dem Fahrer anzeigt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Verbrennungsdruck überwiegend eines Zylinders vom Druckmeßfühler an einen Mikrorechner übermittelt wird, wobei dieser den Druckverlauf und dabei vorzugsweise den Nulldurchgang jedes Arbeitstaktes zählt, φ&

2.5 einzelnen Werte integriert und mit der vorprogrammierten Kreisfläche im optimierten Zentrum des Normalfahrzustandsdiagrammes vergleicht sowie gemeinsam mit der ermittelten Getriebeausgangsdrehzahl abstimmt. Und dadurch, daß zur Größe der Abweichung von der Kreisfläche, welche um den optimierten Arbeitsbereich mit 100 % festgelegt ist, der Momentanwert addiert und im Ergebnis als Prozentangabe an z. B. einer Digitalanzeige erscheint. Weiterhin dadurch, daß r die ermittelte Motordrehzahl mit der Getriebeaüsgangsdrehzahl, welche von einem vorzugsweise optischen Impulsgeber festgestellt und miteinander rechnerisch verarbeitet wird, auf der Digitalanzeige als momentane Fahrgeschwindigkeit erscheint. Dazu ist im Verbrennungsraum mindestens eines Zylinders eine Sonde installiert, die den

genauen Verlauf des Innendruckes wiedergibt und somit ein elektrisch analoges Signal für die rechnerische Verarbeitung bereitstellt. Dabei liegen dem Erfindungsmerkmal nachfolgende Gedanken zugrunde, welche davon ausgehen, daß die Entfernung vom tatsächlich momen-,tänen Arbeitspunkt zum optimalen Zentrum proportional mit dem überdurchschnittlich hohen Kraftstoffverbrauch Ist. Aus der Integration der Meßgröße des absoluten Druckes im Verbrennungsraum und den gezählten Impulsen wird der absolute Arbeitspunkt ermittelt. Dabei ergibt der Betrag des Vektors, vom optimalen Arbeitspunkt des Motors zum jeweiligen tatsächlichen Arbeitspunkt mit dem Betrag des Radiusvektors dividiert, der im NfD als optimaler Bereich des Motors festgelegt ist, den absoluten Arbeitspunkt. Liegt dieser innerhalb der Fläche des optimalen Arbeitsgebietes, so wird der Wert gleich 100 % angezeigt. Es wird bei dem Verfahren allerdings vernachlässigt, ob in Ausnahmefällen, in welchen das optimale Gebiet im NfD von der Kreisform abweicht, eine geeignet große Ellipse gewählt wird oder nicht, da diese den errechneten Werten ziemlich nahekommt. Aus der Integration der Meßgröße des absoluten Druckes im Verbrennungsraum und den gezählten Druckspitzen wird der absolute Arbeitspunkt ermittelt. Bei Abweichungen außerhalb des Kreises erscheint auf der Anzeige der prozentuale Wert über 100 % als relativer Wert des' Kraftstoffverbrauches. Die erfindungsgemäße Lösung hat dabei den Vorteil, daß sie mit geringem Material- und Rechner-

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aufwand für den Fahrer schnell erfaßbare Informationen liefert und ihn dadurch zu einer ökonomischen Fahrweise »veranlaßt. Vorteilhaft ist auch, daß die manuelle Regelung durch den Fahrer erhalten bleibt und in kritischen Verkehrssituationen das Fahrzeug voll beherrschbar ist. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist die kombinierte Nutzung von Durckverlauf- und Impulszählung mit einem einzigen Druckmeßfühler, wodurch ein ökonomisch günstiger und geringer Bausteinbedarf vorhanden ist. Das Verfahren ist durch Nachrüstung mit dem Druckmeßfühler auch für Motoren mit Eigenzündung anwendbar.

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Die Erfindung soil nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: ' 5.'' '.' .".' . , ' ' ·. . . ' ' . .' / :

Fig. ' 1: ein Blockschaltbild der Geräteanordnung, .'; . Fig. 2: ein Diagramm über den Arbeitsbereich des Motores.

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, Am Motor ist ein in den Zylinder und durch speziell in den Verbren-IQ nungsraum eingeführter Druckmeßfühler 1 abgangsseitig mit einem parallel zu einem Zähler 2 angeschlossenen Integrator 3 verbunden. Am Getriebeausgang ist ein Drehzahlgeber 4 angeordnet und ebenso wie der Zähler 2 sowie· Integrator 3 mit einem Mikrorechner 5 gekoppelt. Von der Stromversorgung des Bordnetzes wird der Mikrorechner 5 gespeist und überträgt die errechneten Werte des als Prozentangabe z. B-. eine Digitalanzeige 6. Damit bei Ausfall des Bordnetzes die eingegebenen Werte gespeichert bleiben, ist der Mikrorechner 5 mit einer separaten Stromversorgung 7 gekoppelt. Der optimale Arbeitsbereich nach dem der Mikrorechner 5 programmiert wurde, ist der in Fig. 2 dargestellte Kreis mit den Vektor^ . Den absoluten . .."Wert zeigt der Vektor}*·¹, welcher sich im günstigsten Fall· noch innerhalb der Kreisfläche befindet. Jede Druckspitze oder der Durchgang der Kurve wird an einer vorher festgelegten Stelle gezählt, -s Die Auswertung des Druckverlaufes und die Ermittlung des Schnittpunktes von ρ und n._ erfolgt im Mikrorechner5ebenso wie der

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Vergleich der Werte mit dem im optimalen Arbeitsbereich dargestellten Kreisvektor j-_n . Als Ergebnis wird die Abweichung in Prozent durch die Digitalanzeige« 6 dem Fahrer übermittelt. Dieser wird dazu ange-• halten, seine Fahrweise entsprechend so zu korrigieren, daß er mit der Drehzahl zurückgeht oder eine entsprechend niedrigere Getriebestufe wählt und somit zu einer ökonomischen Fahrweise veranlaßt.

Claims

Erfindungsanspruch

. Verfahren zum Feststellen des absoluten Arbeitspunktes bei Verbrennungsmotoren, wo insbesondere über einen Druckmeßfühler die ₍Messung der Impulse vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungesdruck überwiegend, eines Zylinders vom Druckmeßfühler (1) an einen Mikrorechner (5) übermittelt wird, wobei dieser den Druckverlauf und dabei vorzugsweise den Nulldurchgang jedes Arbeitstaktes zählt, die einzelnen Werte integriert und mit der vorprogrammierten Kreisfläche im optimierten - Zentrum des Normalfahrzustandsdiagramms vergleicht und gemeinsam mit der ermittelten Getriebeausgangsdrehzahl abstimmt.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Größe der Abweichung von der Kreisfläche, welche um den optimierten Arbeitsbereich mit 100 % festgelegt ist, der Monentanwert addiert und im Ergebnis als Prozentangabe an z. R. einer Digitalanzeige (6) erscheint.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Motordrehzahl mit der Getriebeausgangsdrehzahl, welche von einem vorzugsweise optischen Impulsgeber festgestellt und miteinander rechnerisch verarbeitet wird, auf der Digitalanzeige (6) als momentane Fahrgeschwindigkeit erscheint.

Hierzu ?. Blatt Zeichnungen