DE102004014366A1 - Internal combustion engine controlling method, involves controlling engine based on status of change of sign with respect to increase in magnitude that characterises pressure in each chamber and amplitude of magnitude, during change of sign - Google Patents

Internal combustion engine controlling method, involves controlling engine based on status of change of sign with respect to increase in magnitude that characterises pressure in each chamber and amplitude of magnitude, during change of sign Download PDF

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Abstract

The method involves providing a sensor (100) for detecting a magnitude that characterises the pressure in each combustion chamber of an internal combustion engine. The internal combustion engine is controlled depending on the status of the change of sign with respect to increase in the magnitude and/or amplitude of the magnitude, during change of sign with respect to the increase in magnitude. An independent claim is also included for a device for controlling an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the preambles the independent one Claims.

Aus der DE 101 59 017 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der mit einem Sensor eine Größe erfasst wird, die den Druck im Brennraum wenigstens eines Zylinders charakterisiert. Ausgehend von dieser Größe wird eine Größe ermittelt, die den Maximalwert der Änderung oder die Lage des Maximalwerts der Änderung charakterisiert. Diese zweite Größe dient zur Steuerung und/oder Regelung von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine.From the DE 101 59 017 a method and a device for controlling an internal combustion engine is known, in which a sensor is used to detect a variable which characterizes the pressure in the combustion chamber of at least one cylinder. Based on this size, a variable is determined which characterizes the maximum value of the change or the position of the maximum value of the change. This second variable is used for controlling and / or regulating operating parameters of the internal combustion engine.

Diese Vorgehensweise besitzt den Nachteil, dass eine hochauflösende Erfassung des Druckverlaufs erforderlich ist. Dazu werden entsprechende Sensorsignale und Rechnerkapazität benötigt.These The approach has the disadvantage that a high-resolution detection the pressure curve is required. For this purpose, corresponding sensor signals and computer capacity needed.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine die Steuerung der Brennkraftmaschine abhängig von der Lage eines Vorzeichenwechsels einer Größe und/oder von der Amplitude der Größe beim Vorzeichenwechsel erfolgt. Als Größe wird dabei ein Ausgangssignal eines Sensors verwendet, der ein Signal bereitstellt, das den Brennraumdruck charakterisiert. Die Erfassung dieser Größen ist mittels einer einfachen Schaltung, insbesondere einer Delta-Peak- bzw. einer Peak-Detector-Schaltung möglich. Mittels einer solchen einfachen Schaltung können detaillierte Informationen, die in der Lage des Vorzeichenwechsels der Steigung des Druckverlaufs und der Amplitude des Druckverlaufs beim Vorzeichenwechsel enthalten sind, gewonnen werden.According to the invention is now provided that in a method and a device for control an internal combustion engine, the control of the internal combustion engine depending on the location of a sign change of a size and / or of the amplitude the size at Sign change takes place. The size becomes an output signal used a sensor that provides a signal that the combustion chamber pressure characterized. The detection of these quantities is by means of a simple Circuit, in particular a delta-peak or a peak-detector circuit possible. By means of such a simple circuit, detailed information, in the position of the change of sign of the slope of the pressure curve and the amplitude of the pressure curve during the sign change included are to be won.

Vorteilhaft ist, dass ein sehr einfaches und ressourcenschonendes Verfahren bereitgestellt wird. Eine hochauflösende Erfassung des kompletten Druckverlaufs ist nicht erforderlich.Advantageous is that a very simple and resource saving process provided. A high-resolution acquisition of the complete pressure curve not necessary.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigenThe Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained. It demonstrate

1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und in 1 a block diagram of a device for carrying out the method according to the invention and in

2 sind verschiedene Signale über der Zeit t aufgetragen. 2 different signals are plotted over time t.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In 1 ist ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Ein Sensor ist mit 100 bezeichnet. Dieser liefert ein Signal P, das dem Brennraumdruck in wenigstens einem der Zylinder entspricht. Dieses Signal gelangt zum einen zu einer Delta-Peak- bzw. Peak-Detector Schaltung 110 und zum anderen zu einer Auswertung 120. Der Auswertung 120 wird ferner ein Signal KW eines zweiten Sensors 130 zugeleitet, der ein die Kurbelwellenposition repräsentierendes Signal bereitstellt. Alternativ kann dieser Sensor auch ein die Nockenwellenstellung repräsentierendes Signal bereit stellen. Die Auswertung 120 beaufschlagt eine Korrektur 140 mit einem Signal S. Ausgehend von diesem Signal S berechnet die Korrektur 140 Korrektursignale zur Beaufschlagung eines Stellers 150.In 1 a block diagram of the device according to the invention is shown. A sensor is included 100 designated. This supplies a signal P which corresponds to the combustion chamber pressure in at least one of the cylinders. This signal arrives at a delta-peak or peak-detector circuit 110 and on the other to an evaluation 120 , The evaluation 120 Further, a signal KW of a second sensor 130 fed, which provides a signal representing the crankshaft position. Alternatively, this sensor can also provide a signal representing the camshaft position. The evaluation 120 applies a correction 140 with a signal S. Starting from this signal S calculates the correction 140 Correction signals for acting on a controller 150 ,

In 2 sind verschiedene Signale über der Zeit aufgetragen. In 2a ist der Verlauf des Druckes P in einem der Zylinder der Brennkraftmaschine aufgetragen. In 2b ist das Signal S der Auswertung 120 aufgetragen. Bis zum Zeitpunkt T1 nimmt das Signal S den Wert 1 an, gleichzeitig steigt der Druck im Brennraum an. Zum Zeitpunkt T1 erreicht der Druck sein erstes Maximum. Dies erkennt die Delta-Peak bzw. Peak-Detector-Schaltung 110 daran, dass das Vorzeichen der Steigung des Signals P, d. h. des abgeleiteten Signals P, sein Vorzeichen wechselt. d. h. das Signal S fällt ab dem Zeitpunkt T1 ab. Der Zeitpunkt T1 entspricht dem oberen Totpunkt des entsprechenden Zylinders.In 2 Different signals are plotted over time. In 2a the course of the pressure P is plotted in one of the cylinders of the internal combustion engine. In 2 B is the signal S of the evaluation 120 applied. Until the time T1, the signal S takes the value 1 At the same time, the pressure in the combustion chamber increases. At time T1, the pressure reaches its first maximum. This recognizes the delta-peak or peak-detector circuit 110 The fact that the sign of the slope of the signal P, ie the derived signal P, changes its sign. ie the signal S drops from the time T1. The time T1 corresponds to the top dead center of the corresponding cylinder.

Kurz vor, während oder kurz nach dem Zeitpunkt T1 erfolgt die Kraftstoffzumessung. Ein Zünden der Verbrennung bewirkt einen erneuten Anstieg des Brennraumdrucks. Der Anstieg erfolgt ab dem Zeitpunkt T2, d. h. der Druck steigt ab dem Zeitpunkt T2 wieder an. Der Zeitpunkt T2 ist ein Maß für den Zündbeginn bzw. den Verbrennungsbeginn. Zum Zeitpunkt T3 fällt der Druck im Brennraum wieder ab. Der Zeitpunkt T3 ist ein Maß für eine optimale Verbrennung.Short before, while or shortly after the time T1, the fuel metering takes place. An ignition of Combustion causes a renewed increase in the combustion chamber pressure. The increase takes place from time T2, d. H. the pressure increases from the time T2 back on. The time T2 is a measure of the start of ignition or the beginning of combustion. At time T3, the pressure in the combustion chamber drops again. Time T3 is a measure of optimal combustion.

Der Wert der Amplitude A des Drucks P beim Maximums zum Zeitpunkt T3 ist ein Maß dafür, ob die korrekte Menge zugemessen wird. Ist die Menge zu groß, so nimmt das Maximum einen zu großen Wert an, ist die Menge zu klein, nimmt das Maximum einen zu kleinen Wert an.Of the Value of the amplitude A of the pressure P at the maximum at time T3 is a measure of whether the correct Quantity is metered. If the amount is too large, the maximum takes one too big Value on, the amount is too small, the maximum takes one too small Value.

Die zeitlichen Lagen von T2 und T3 erlauben Rückschlüsse auf eventuelle Fehlfunktionen der Kraftstoffzumessung, z. B. zu spätes oder zu langsames Öffnen des Injektors.The Temporal positions of T2 and T3 allow conclusions about possible malfunctions the fuel metering, z. B. too late or too slow opening of Injector.

Als Sensoren 100 werden vorzugsweise Piezoelemente verwendet, die den Druck im Brennraum wenigstens eines Zylinders erfassen, vorzugsweise ist für jeden Brennraum ein Sensor und die entsprechende Auswerteeinrichtung vorgesehen. Alternativ zu einem Sensor, der den Zylinderdruck auswertet, können auch Sensoren verwendet werden, die ein entsprechendes Signal liefern. Solche Sensoren sind insbesondere Körperschallsensoren und/oder Ionenstromsensoren, die den emittierten Schall oder ein Ionenstromsignal im Brennraum auswerten.As sensors 100 Piezo elements are preferably used which detect the pressure in the combustion chamber of at least one cylinder, preferably a sensor and the corresponding evaluation device is provided for each combustion chamber. As an alternative to a sensor that evaluates the cylinder pressure, it is also possible to use sensors which supply a corresponding signal. Such sensors are in particular structure-borne noise sensors and / or ion current sensors which evaluate the emitted sound or an ion current signal in the combustion chamber.

Aus den so gewonnen Informationen werden Alterungserscheinungen und/oder Fehlfunktionen der Injektoren erkannt, die dann mit entsprechend korrigierten Ansteuerungen kompensiert werden. In 2 sind die Verhältnisse für die Haupteinspritzung dargestellt. Entsprechend können auch die Voreinspritzungen und/oder Nacheinspritzungen ausgewertet werden.From the information thus obtained aging phenomena and / or malfunction of the injectors are detected, which are then compensated with appropriately corrected controls. In 2 the conditions for the main injection are shown. Accordingly, the pilot injections and / or post-injections can be evaluated.

Mittels der Peak-Detector- bzw. Delta-Peakschaltung werden die lokalen Maxima zum Zeitpunkt T1 und T3 bzw. das lokale Minimum zum Zeitpunkt T2 erkannt. Ein lokales Maximum liegt vor, wenn das Ausgangssignal S der Peak-Detectorschaltung von seinem hohen auf seinen niederen Pegel abfällt und ein lokales Minima wird erkannt, wenn das Signal von seinem niederen auf seinen hohen Pegel ansteigt. d. h. die Schaltung 110 löst beim Erreichen eines lokalen Maximums einen Triggerimpuls aus. Dieser bewirkt, dass in der Motorsteuerung, d. h. der Auswertung 110, der momentane Wert des Brennraumdrucks, d. h. die Amplitude des Signals P sowie der Winkel in Grad Kurbelwelle bzw. in Grad Nockenwelle erfasst und abgespeichert wird. Aus diesen Wertepaaren werden dann der Zündbeginn, d. h. die Winkellage, und die eingespritzte Menge, die Amplitude des Druckmaximums, ermittelt.By means of the peak detector or delta peak circuit, the local maxima at time T1 and T3 and the local minimum at time T2 are detected. A local maximum is present when the output signal S of the peak detector circuit drops from its high level to its low level, and a local minimum is detected as the signal rises from its low level to its high level. ie the circuit 110 triggers a trigger pulse when a local maximum is reached. This causes in the engine control, ie the evaluation 110 , the current value of the combustion chamber pressure, ie the amplitude of the signal P and the angle in degrees crankshaft or in degrees camshaft is detected and stored. The ignition start, ie the angular position, and the injected quantity, the amplitude of the pressure maximum, are then determined from these pairs of values.

Bei einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass diese Werte mit abgespeicherten Referenzwerten verglichen werden. Dadurch können alle Veränderungen, zum Beispiel Alterung der Injektoren, erkannt und anschließend gegebenenfalls kompensiert werden. Auch eventuelle Motorschäden, wie Undichtigkeiten des Brennraums, lassen sich so feststellen. d. h. tritt der Zeitpunkt T2 bzw. T3 nicht zum erwarteten Zeitpunkt auf, wird ein Korrektursignal gebildet, das z. B. den Einspritzzeitpunkt, bei dem der Injektor angesteuert wird, entsprechend korrigiert, sodass sich die Zeitpunkte T2 und/oder T3 dem erwarteten Wert annähern. Entsprechendes gilt auch für die Amplitude des Signals. d. h. entspricht die Amplitude A des Messwerts nicht dem erwarteten Wert, wird die Menge durch veränderte Ansteuerung so lange erhöht bzw. erniedrigt, bis sie dem erwarteten Wert entspricht.at a first embodiment is provided that these values with stored reference values be compared. Thereby can all changes, For example, aging of the injectors, detected and subsequently, if necessary be compensated. Also possible engine damages, like leaks of the Brennraums, can be determined so. d. H. occurs the time T2 and T3 not at the expected time, a correction signal formed, the z. B. the injection timing at which the injector is corrected, corrected accordingly, so that the times T2 and / or T3 approach the expected value. The same applies to the amplitude the signal. d. H. does not correspond to the amplitude A of the measured value the expected value, the amount is changed by so long elevated or decreased until it corresponds to the expected value.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn für jeden Brennraum ein entsprechender Sensor und eine Auswertung vorgesehen sind. In diesem Fall ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Messwerte der einzelnen Zylinder untereinander verglichen werden. Die Korrekturwerte werden dann so ermittelt, dass alle Zylinder zum jeweils gleichen Zeitpunkt die gleiche Kraftstoffmenge zumessen. d. h., dass vorzugsweise jedem Zylinder eine Regelung zugeordnet wird, die den entsprechenden Wert des Beginns und der Menge der Kraftstoffzumessung, die aus den Werten T2, T3 bzw. A abgeleitet werden auf einen gemeinsamen Mittelwert der einzelnen Zylinder eingeregelt werden. Weicht einer der Zylinder wesentlich, d. h. mehr als einen Schwellenwert von dem Mittelwert ab, wird von einem Defekt des Injektors und/oder des entsprechenden Zylinders ausgegangen.Especially it is advantageous if for each combustion chamber a corresponding sensor and an evaluation provided are. In this case, the invention provides that the measured values the individual cylinders are compared with each other. The correction values are then determined so that all cylinders to each same Time to measure the same amount of fuel. d. h. that preferably each cylinder is assigned a control that the corresponding Value of the beginning and amount of fuel metering that out The values T2, T3 and A are derived on a common Mean value of the individual cylinders are adjusted. Dodge one the cylinder is essential, d. H. more than a threshold of the mean value is determined by a defect of the injector and / or of the corresponding cylinder.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in geeigneten Betriebszuständen der tatsächliche obere Totpunkt erfasst wird, d. h. der Zeitpunkt T1 wird als oberer Totpunkt angesehen. Ausgehend von diesem erfassten tatsächlichen oberen Totpunkt kann das Signal des zweiten Sensors 130 entsprechend korrigiert werden, d. h. es können Toleranzen des Sensors bzw. des vom Sensor abgetasteten Geberrades kompensiert oder korrigiert werden. Des weiteren können Torsionen der Kurbelwelle aus der Differenz der Abweichung vom am Geberrad gemessenen und dem echten oberen Totpunkt im statischen und dynamischen Lastfall erfasst und entsprechend korrigiert werden.In a further embodiment, it is provided that the actual top dead center is detected in suitable operating states, ie, the time T1 is regarded as top dead center. Based on this detected actual top dead center, the signal of the second sensor 130 Correspondingly, ie tolerances of the sensor or of the sensor wheel scanned by the sensor can be compensated or corrected. Furthermore, torsions of the crankshaft can be detected from the difference of the deviation from the measured at the encoder wheel and the true top dead center in the static and dynamic load case and corrected accordingly.

Claims (8)

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Sensor zur Erfassung einer Größe, die den Druck in wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine charakterisiert, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine abhängig von der Lage eines Vorzeichenwechsels der Steigung der Größe und/oder von der Amplitude der Größe beim Vorzeichenwechsel der Steigung der Größe erfolgt.Method for controlling an internal combustion engine, in which a sensor for detecting a variable which characterizes the pressure in at least one combustion chamber of the internal combustion engine, is provided, characterized in that the control of the internal combustion engine depends on the position of a change of sign of the slope of the size and / or from the amplitude of the magnitude at the sign change of the slope of the size takes place. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorzeichenwechsel den oberen Totpunkt charakterisiert.Method according to claim 1, characterized in that the sign change characterizes top dead center. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Vorzeichenwechsel einen Verbrennungsbeginn charakterisiert.Method according to claim 1, characterized in that that a second change of sign characterizes a start of combustion. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude beim dritten Vorzeichenwechsel die Einspritzmenge charakterisiert.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the amplitude at the third sign change the injection quantity characterizes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Werte mit einem erwarteten Wert verglichen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that he values compared with an expected value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Werte der einzelnen Zylinder miteinander verglichen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the detected values of the individual cylinders compared with each other. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Vergleich Korrekturwerte zur Steuerung der Kraftstoffzumessung ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that starting from the comparison correction values be determined to control the fuel metering. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Sensor zur Erfassung einer Größe, die den Druck in wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine charakterisiert, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die die Brennkraftmaschine abhängig von der Lage eines Vorzeichenwechsels der Steigung der Größe und/oder von der Amplitude der Größe beim Vorzeichenwechsel der Steigung der Größe steuern.Device for controlling an internal combustion engine, in which a sensor for detecting a magnitude that the pressure in at least a combustion chamber of the internal combustion engine characterized provided is, characterized in that means are provided which the Internal combustion engine depending on the location of a change of sign of the slope of the size and / or from the amplitude of the size To control the sign change of the slope of the size.
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