DE102005012776A1 - Motor vehicles petrol engine`s combustion chamber gas dynamic effects identifying method, involves identifying effects based on parameter at existence of effects, where parameter correlates with coil voltage and current - Google Patents

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Abstract

The method involves recording primary sided and/or secondary sided coil voltage and/or the secondary sided coil current. Gas dynamic effects occurring in a combustion chamber of an internal combustion engine is identified in dependence of a parameter at the existence of gas dynamic effects, where the parameters correlate with the primary sided and/or secondary sided coil voltage and the secondary sided coil current. An independent claim is also included for a device for the identification of a gas dynamic effects occurring in a combustion chamber of an internal combustion engine working in shift operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von gasdynamischen Effekten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Identifikation von gasdynamischen Effekten innerhalb einer Brennkammer einer im Schichtbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a method for the identification of gas-dynamic Effects according to the preamble of claim 1 and a device for the identification of gas-dynamic Effects within a combustion chamber of a working in shifts Internal combustion engine of a motor vehicle.

Aus dem Abschlussbericht, Zündsysteme für magere Gemische, der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FW), Heft 798 aus 2004, Frankfurt am Main, ist eine Beschreibung von Zündsystemen im Allgemeinen und eine Beschreibung von Zündsystemen für magere Gemische im Besonderen bekannt (insbesondere Kapitel 2.1.2, Funkenzündung – Grundlagen, Seite 16–21). Eine Beschreibung gasdynamischer Effekte, insbesondere eine Beschreibung zur Identifikation derselben ist hieraus nicht bekannt.Out the final report, ignition systems for skinny ones Mixtures, the research association internal combustion engines (FW), Issue 798 from 2004, Frankfurt am Main, is a description of ignition systems in general and a description of ignition systems for lean ones Mixtures in particular known (especially Chapter 2.1.2, Spark ignition - basics, Page 16-21). A description of gas dynamic effects, in particular a description for the identification of the same is not known from this.

Unter innerhalb der Brennkammer einer Brennkraftmaschine auftretenden gasdynamischen Effekten werden im Sinne der Erfindung Bewegungsvorgänge (insbesondere Bewegungen von Gasmassen) innerhalb der Brennkammer während des Arbeitsprozesses verstanden, die insbesondere im Vergleich zu auftretenden Turbulenzen oder im Vergleich zu den normalen Strömungsvorgängen (die in einem Geschwindigkeitsbereich von bis zu zirka 40 m/s liegen) eine deutlich erhöhte Bewegungsgeschwindigkeit aufweisen. Vorzugsweise werden unter gasdynamischen Effekten Bewegungsvorgänge verstanden, welche eine Geschwindigkeit im Bereich der Schallgeschwindigkeit (zirka 300 m/s – 400 m/s) aufweisen.Under occurring within the combustion chamber of an internal combustion engine For the purposes of the invention, gas-dynamic effects are motion processes (in particular Movements of gas masses) within the combustion chamber during the Understood working process, especially in comparison to occurring Turbulence or compared to the normal flow processes (the in a speed range of up to about 40 m / s) a significantly increased Have movement speed. Preferably, under gas dynamic Effects of motion understood, which is a speed in the range of the speed of sound (about 300 m / s - 400 m / s).

Bislang werden gasdynamische Effekte, insbesondere gasdynamische Effekte im Bereich des Zündortes einer Zündkerze mittels optischer Messgeräte erfasst. Derartige Untersuchungen sind nur für geringe Lasten geeignet und können aufgrund der hohen Kosten und der aufwendigen Apparaturen lediglich in Motorprüfstände bzw. in Versuchsfahrzeuge integriert werden.So far become gas-dynamic effects, in particular gas-dynamic effects in the area of the ignition location a spark plug using optical measuring devices detected. Such investigations are only suitable for light loads and can due to the high costs and the expensive equipment only in engine test stands or be integrated into experimental vehicles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, mittels dem/der mit einfachen Mitteln gasdynamische Effekte einer im Schichtbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschine identifizierbar sind.Of the Invention is based on the object, a method and a device indicate by means of the / with simple means gas-dynamic effects an engine operating in the stratified operation identifiable are.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe jeweils durch die Gesamtheit der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung findet Anwendung bei Fahrzeugen mit im Schichtbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschinen, bei denen die Zündung des in der Brennkammer zu entflammenden Gemisches mittels einer Zündkerze erfolgt und bei denen die Kraftstoffzufuhr vorzugsweise durch strahlgeführte Direkteinspritzung erfolgt.According to the invention Problem solved by the entirety of the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims. The invention applies to vehicles in shifts working internal combustion engines, in which the ignition of the combustion chamber to be ignited mixture by means of a spark plug and in which the fuel supply preferably by spray-guided direct injection he follows.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden in Abhängigkeit von während des Zündungsvorgangs auftretenden Messsignalen an der jeweils zugehörigen Zündspule gasdynamische Effekte detektiert, die während des Zündvorgangs im Bereich des Zündortes auftreten. Die Detektion erfolgt durch Messung und Auswertung der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Spulenspannung, und/oder durch Messung und Auswertung von dem sekundärseitigen Spulenstrom, und/oder durch Messung und Auswertung von einem mit der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Spulenspannung und/oder dem sekundärseitigen Spulenstrom korrelierenden Parameter.By the method according to the invention dependent on from during the ignition process occurring measuring signals at the respectively associated ignition coil gas-dynamic effects detected during the the ignition process in the area of the ignition location occur. Detection takes place by measuring and evaluating the primary-side and / or secondary Coil voltage, and / or by measurement and evaluation of the secondary side Coil current, and / or by measurement and evaluation of a with the primary side and / or secondary side Coil voltage and / or the secondary coil current correlating Parameter.

Vorzugsweise erfolgt die Identifikation in Abhängigkeit von dem Gradienten der über der Zeit sich verändernden primärseitigen und/oder sekundärseitigen Spulenspannung, und/oder in Abhängigkeit von dem Gradienten des über der Zeit sich verändernden sekundärseitigen Spulenstroms, und/oder in Abhängigkeit von dem Gradienten des über der Zeit sich verändernden eines mit dem Spulenstrom oder der Spulenspannung korrelierenden Parameters. In einer besonders bevorzugten Ausführung wird durch die Auswertung der erfassten Signalamplitude in Verbindung mit dem Gradienten des zeitlich veränderten Signals auf die Geschwindigkeit eines Teilchens (Gemischanteil bzw. Kraftstoffteilchen) und damit auf das Vorhandensein eines gasdynamischen Effektes geschlossen. Insbesondere erfolgt hierdurch eine Unterscheidung, ob eine einfache Turbulenz bzw. eine Normalströmung vorliegt oder ein gasdynamischer Effekt aufgetreten ist.Preferably the identification takes place as a function of the gradient the over the time changing primary side and / or secondary side Coil voltage, and / or depending from the gradient of over the time changing secondary side Coil current, and / or depending from the gradient of over the time changing one correlating with the coil current or the coil voltage Parameter. In a particularly preferred embodiment, the evaluation the detected signal amplitude in conjunction with the gradient of the changed over time Signal on the velocity of a particle (mixture proportion or Fuel particles) and thus the presence of a gas-dynamic Effect closed. In particular, this results in a distinction, whether there is a simple turbulence or a normal flow or a gas-dynamic effect occured.

Eine weitere Präzisierung erfolgt, indem die Amplitude und/oder die Anzahl der innerhalb eines Zeitfensters auftretenden Auslenkungen (Signalfrequenz) der Spulenspannung (primärseitig und/oder sekundärseitig) und/oder des Spulenstroms (sekundärseitig) und/oder des abhängigen Parameters erfasst und ausgewertet werden, und in Abhängigkeit hiervon der gasdynamische Effekt einer bestimmten Art von Effekt zugeordnet wird. Um eine entsprechende Arten-Zuordnung vornehmen zu können, ist in einem Datenspeicher bestimmten Frequenzbereichen und/oder Signalamplitudenbereichen jeweils ein bestimmter Typ bzw. eine bestimmte Art von gasdynamischem Effekt fest zugeordnet. Mit Vorteil wird mindestens zwischen zwei Arten von gasdynamischen Effekten unterschieden, wobei sich die zumindest zwei unterschiedlichen Arten im Hinblick auf Frequenz und/oder Gradient voneinander unterscheiden. Die Signalsauswertung erfolgt dabei beispielsweise mittels Frequenzanalyse oder Signaltransformation oder dergleichen.Further refinement takes place by detecting and evaluating the amplitude and / or the number of deflections (signal frequency) of the coil voltage (primary side and / or secondary side) and / or the coil current (secondary side) and / or the dependent parameter occurring within a time window, and depending thereon, the gas-dynamic effect is attributed to a certain type of effect. In order to be able to carry out a corresponding species assignment, a specific type or a specific type of gas-dynamic effect is permanently assigned to specific frequency ranges and / or signal amplitude ranges in a data memory. Advantageously, a distinction is made between at least two types of gas-dynamic effects, wherein the at least two different types differ from one another with regard to frequency and / or gradient. The signal evaluation takes place at For example, by means of frequency analysis or signal transformation or the like.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:in the Below, the invention will be explained in more detail with reference to figures. It demonstrate:

1: die Anordnung einer Zündkerze und eines Einspritzventils einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung, 1 : the arrangement of a spark plug and an injection valve of a combustion chamber of an internal combustion engine in a schematic representation,

2: die schaltplanmäßige Darstellung einer Zündspuleneinheit mit zugehöriger Zündkerze und zugehörigem Schalttransistor, und 2 : the circuit diagram of an ignition coil unit with associated spark plug and associated switching transistor, and

3: ein Messsignal der Zündspule, beispielsweise in Form der Primärspulenspannung bzw. des Primarspulenstroms während eines Zündvorgangs. 3 a measurement signal of the ignition coil, for example in the form of the primary coil voltage or the primary coil current during an ignition process.

1 zeigt ausschnittsweise die Anordnung einer Zündkerze 2 und eines Einspritzventils 4 für eine nicht dargestellte Brennkammer eines Zylinders einer Brennkraftmaschine. Hierbei ist veranschaulicht, dass bei einem strahlgeführten Direkteinspritzverfahren (wie es bevorzugt im Rahmen der Erfindung Anwendung findet) für den Schichtbetrieb einer Brennkraftmaschine eine präzise Anordnung bzw. Zuordnung von Zündkerze und Einspritzventil erforderlich ist, um einen wirkungsvollen Verbrennungsprozess innerhalb der Brennkammer zu gewährleisten. Die Zündkerze 2 und das Einspritzventil 4 sind zueinander derart angeordnet, dass der durch die Elektroden 2a, 2b der Zündkerze 2 definierte Zündort sich nicht unmittelbar im Einspritzstrahl 40 befindet, sondern vielmehr geringfügig von diesem beabstandet in einem Bereich in dem bereits ein gasförmiges und entflammbares Gemisch vorliegt. Das Gemisch ist hier durch kleine ovale Wölkchen auf dem Einspritzstrahl 40 veranschaulicht. 1 shows a detail of the arrangement of a spark plug 2 and an injection valve 4 for a combustion chamber, not shown, of a cylinder of an internal combustion engine. It is illustrated here that in the case of a spray-guided direct injection method (as is preferably used in the context of the invention) a precise arrangement or allocation of spark plug and injection valve is required for the stratified operation of an internal combustion engine, in order to ensure an effective combustion process within the combustion chamber. The spark plug 2 and the injection valve 4 are arranged to each other such that through the electrodes 2a . 2 B the spark plug 2 defined ignition location is not directly in the injection jet 40 but rather slightly spaced therefrom in an area where there is already a gaseous and flammable mixture. The mixture is here by small oval clouds on the injection jet 40 illustrated.

Ziel einer Zündung bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung ist die zuverlässige Entflammung inhomogener Gemische bei gleichzeitig magerem globalem Luftverhältnis. Aufgrund des im Zündspalt der Zündkerze 2 einwirkenden starken Strahlungsimpuls durch den Einspritzstrahl 40 entstehen hohe Strömungsgeschwindigkeiten in der Funkenstrecke zwischen den Elektroden 2a, 2b der Zündkerze 2. Diese hohen Strömungsgeschwindigkeiten führen zu einer starken örtlichen und zeitlichen Abhängigkeit der Entflammungsbedingungen für das zu entflammende Gemisch. Aufgrund der zeitlichen Geschwindigkeits- und Kraftstoffverteilung an der Zündstelle ergibt sich im Schichtbetrieb nur eine sehr kurze Zeitdauer (am Ende oder kurz nach der Einspritzung), während der eine wirksame Entflammung überhaupt nur möglich ist. Um eine wirksame Entflammung mit anschließender selbsterhaltender Flammenausbreitung zu gewährleisten, muss über die Zündkerze genau im richtigen Zeitfenster eine ausreichende Energiezufuhr gewährleistet sein.The aim of ignition in gasoline engines with direct injection is the reliable ignition of inhomogeneous mixtures with a simultaneous lean global air ratio. Because of in the spark gap of the spark plug 2 acting strong radiation pulse through the injection jet 40 High flow velocities occur in the spark gap between the electrodes 2a . 2 B the spark plug 2 , These high flow rates lead to a strong local and temporal dependence of the ignition conditions for the mixture to be ignited. Due to the temporal velocity and fuel distribution at the ignition point results in the shift operation only a very short period of time (at the end or shortly after the injection), during which an effective ignition is only possible. In order to ensure effective ignition with subsequent self-sustaining flame propagation, sufficient energy must be supplied through the spark plug in the correct time window.

Die elektrische Funkenzündung teilt sich in drei zu unterscheidende Zündphasen ein: die Durchbruchphase, die Bogenphase und die Glimmphase (siehe auch Bericht FW).The electric spark ignition is divided into three distinct ignition phases: the breakthrough phase, the bow phase and the glow phase (see also report FW).

In der Durchbruchphase führt ab Überschreitung einer bestimmten Zündspannung zwischen den Elektroden 2a, 2b die Bewegung von Ladungsträgern zu einer Stoßionisation neutraler Moleküle. Dies wiederum hat einen sprunghaften Stromanstieg bei gleichzeitig raschem Abfall der Spannung zwischen den Elektroden 2a, 2b zur Folge. Hierdurch wird schlagartig ein sogenannter Plasmakanal K zwischen den Elektroden 2a, 2b aufgebaut (1, Teilausschnitt A). In der Durchbruchphase, die im Nanosekundenbereich liegend mit Abstand die kürzeste aller Zündphasen ist, werden nur zirka ein bis zwei Prozent der über die Zündkerze 2 erzeugten Gesamt-Zündenergie freigesetzt. Allerdings erfolgt während dieser Phase, mit zirka vierundneunzig Prozent (94%) der mit Abstand höchste Energietransfer von der Zündkerze in das zu entflammende Gasgemisch.In the breakthrough phase leads from exceeding a certain ignition voltage between the electrodes 2a . 2 B the movement of charge carriers to impact ionization of neutral molecules. This in turn has a sudden increase in current with a simultaneous rapid drop in the voltage between the electrodes 2a . 2 B result. As a result, suddenly a so-called plasma channel K between the electrodes 2a . 2 B built up ( 1 , Section A). In the breakthrough phase, which is by far the shortest of all ignition phases in the nanosecond range, only about one to two percent of the spark plug is ignited 2 generated total ignition energy released. However, at about ninety-four percent (94%), by far the highest energy transfer from the spark plug to the gas mixture to be ignited occurs during this phase.

Um möglichst viel Energie in das zu entflammende Gemisch übertragen zu können, ist es hilfreich, möglichst viele Durchbruchphasen während eines Zündvorgangs zu erzeugen. Das Auftreten der Durchbruchphasen (aufgrund eines immer wieder abreißenden Zündfunkens) ist von auftretenden gasdynamischen Effekten im Bereich des Zündortes und damit insbesondere von der geometrischen Anordnung bzw. Zuordnung von Zündkerze und Einspritzventil abhängig. Um eine Aussage über eine möglichst gute Anordnung von Zündkerze und Einspritzventil zueinander vornehmen zu können, ist es somit erforderlich möglichst genau und auf einfache Weise eine Aussage über das Auftreten von gasdynamischen Effekten machen zu können.Around preferably to be able to transfer a lot of energy into the mixture to be ignited is it helpful, if possible many breakthrough phases during an ignition process to create. The occurrence of breakthrough phases (due to a always tearing off spark) is of occurring gas-dynamic effects in the area of the ignition and thus in particular of the geometric arrangement or assignment from spark plug and injection valve dependent. To make a statement about one possible good arrangement of spark plug and injector to make each other, it is therefore necessary preferably accurate and simple statement about the occurrence of gas-dynamic To make effects.

Im Teilbereich A der 1 sind die beiden Elektroden 2a, 2b der Zündkerze 2 mit dem sich zwischen diesen ausbildenden Plasmakanal K während eines Zündvorgangs dargestellt. In dieser Darstellung wird der Plasmakanal K nach außen ausgelenkt, wodurch sich die in das Gasgemisch übertragbare Energie vergrößert. Eine derartige Auslenkung ist durch gasdynamische Effekte initiierbar bzw. tritt aufgrund gasdynamischer Effekte auf. Aus diesem Grund ist es von enormer Bedeutung zu wissen, bei welcher geometrischen Anordnung von Zündkerze 2 und Einspritzventil 4 (bzw. Einspritzstrahl 40) möglichst viele gasdynamische Effekte zu dem jeweils gewünschten Zeitpunkt während eines Zündvorgangs auftreten. Gasdynamische Effekte treten insbesondere bei kurzzeitigem Abriss des Zündfunkens oder aufgrund der plötzlichen Abspaltung von Plasmawölkchen W auf.In subarea A of 1 are the two electrodes 2a . 2 B the spark plug 2 with the plasma channel K forming between them during an ignition process. In this illustration, the plasma channel K is deflected outwards, which increases the energy transferable into the gas mixture. Such a deflection can be initiated by gas-dynamic effects or occurs due to gas-dynamic effects. For this reason, it is of tremendous importance to know what geometrical arrangement of spark plug 2 and injection valve 4 (or injection jet 40 ) as many gas-dynamic effects occur at the particular desired time during an ignition process. Gas-dynamic effects occur in particular in the case of short-term spark break-off or due to the sudden splitting off of Plas mawölkchen W on.

Für die Identifikation derartiger gasdynamischer Effekte (Effekte mit Schallgeschwindigkeit) erfolgt gemäß der Erfindung eine Messung und Auswertung von Zündsignalen der Zündkerze. In Abhängigkeit von der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Spulenspannung und/oder in Abhängigkeit von dem sekundärseitigen Spulenstrom und/oder in Abhängigkeit von einem mit dem Spulenstrom und/oder der Spulenspannung korrelierenden Parameter (beispielsweise der elektrischen Feldstärke) wird auf das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines gasdynamischen Effektes geschlossen. Durch gezielte Veränderung der (Versuchs-)Anordnung von Zündkerze 2 und Einspritzventil 4 (bzw. Einspritzstrahl 40) zueinander und die entsprechende Auswertung des Verbrennungs- bzw. Entzündungsprozesses durch Identifikation der gasdynamischen Effekte mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf einfache Weise eine optimierte geometrische Anordnung ermittelt werden.For the identification of such gas-dynamic effects (effects with speed of sound) according to the invention, a measurement and evaluation of ignition signals of the spark plug. Depending on the primary-side and / or secondary-side coil voltage and / or in dependence on the secondary-side coil current and / or in dependence on a correlating with the coil current and / or the coil voltage parameters (for example, the electric field strength) is on the presence or absence of a gas-dynamic Effect closed. By deliberately changing the (experimental) arrangement of spark plug 2 and injection valve 4 (or injection jet 40 ) to each other and the corresponding evaluation of the combustion or ignition process by identification of the gas-dynamic effects by means of the method according to the invention or by means of the device according to the invention, an optimized geometric arrangement can be determined in a simple manner.

Denkbar ist ferner aufgrund identifizierter gasdynamischer Effekte Steuersignale zu generieren, die unmittelbar oder mittelbar auf einen aktuellen Verbrennungsprozess einwirken (z.B. Verstellung des Einspritzwinkels, Änderung des Zündwinkels oder der Schließzeit zur Ansteuerung der Zündspule oder dergleichen). Eine solche Anwendung wäre nicht nur in Form eines Prüfstandes, sondern als Anwendung in einem Serienfahrzeug denkbar.Conceivable is also due to identified gas dynamic effects control signals to generate, directly or indirectly, a current combustion process acting (e.g., injection angle adjustment, change the ignition angle or the closing time for controlling the ignition coil or like). Such an application would not just be in the form of a test stand, but conceivable as an application in a production vehicle.

3 zeigt das Messsignal der sekundärseitigen Spulenspannung USek und des sekundären Spulenstroms ISek einer der Zündkerze 2 zugeordneten Zündspule 6 (2) im Schichtbetrieb mit strahlgeführter Einspritzung in schematischer Darstellung. In der Darstellung können in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Gradienten insbesondere zwei verschiedene Arten von Spannungseinbrüchen bzw. Stromanstiegen in Abhängigkeit von ihrem Gradienten unterschieden werden. Wird ein Spannungseinbruch (bzw. ein Stromanstieg) erfasst, mit einem Gradienten, der oberhalb eines vorbestimmten Grenzwertes liegt, wird dieser Spannungseinbruch als Signal für das Vorliegen eines gasdynamischen Effektes gewertet (gasdynamischer Effekt als Ursache für den detektierten Spannungseinbruch/Stromanstieg mit einem Gradienten größer dem vorbestimmten Gradientengrenzwert). 3 shows the measurement signal of the secondary-side coil voltage U sec and the secondary coil current I sec one of the spark plug 2 assigned ignition coil 6 ( 2 ) in stratified operation with spray-guided injection in a schematic representation. In the illustration, depending on their respective gradients, it is possible in particular to distinguish between two different types of voltage dips or current increases as a function of their gradient. If a voltage dip (or a current increase) detected, with a gradient that is above a predetermined limit, this voltage dip is considered a signal for the presence of a gas-dynamic effect (gas-dynamic effect as the cause of the detected voltage dip / current increase with a gradient greater than predetermined gradient threshold).

Vorzugsweise wird für die Auswertung, ob ein gasdynamischer Effekt ursächlich für den Spannungseinbruch/Stromanstieg war oder nicht, zusätzlich zu dem ermittelten Gradienten, die Höhe der Signalauslenkung (Amplitude) berücksichtigt, so dass in Abhängigkeit von Signalgradient und Signalamplitude eine Identifikation eines gasdynamischen Effektes erfolgt.Preferably is for the evaluation of whether a gas-dynamic effect is the cause of the voltage dip / current increase was or not, in addition to the determined gradient, the amount of signal excursion (amplitude) considered, so that in dependence of signal gradient and signal amplitude an identification of a gas-dynamic effect takes place.

In 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Zündspule 6 und zur Auswertung der Zündspulensignale im Sinne der Identifikation gasdynamischer Effekte dargestellt. Die Schaltungsanordnung zeigt eine Zündspule 6 mit Primärspule 6a und Sekundärspule 6b nebst einem die Primärspule 6a schaltenden Schalttransistor 8 und einem den Schalttransistor 8 ansteuernden Steuergerät 10. Ferner ist auf der Sekundärseite der Zündspule 6 die Zündkerze 2 mit ihren Elektroden 2a, 2b parallel zum Sekundärspulenzweig und im Sekundärzweig in seriell mit der Sekundärspule 6b ein Messwiderstand R angeordnet. Mittels der beispielhaft eingezeichneten Messstellen M1, M2, M3, M4 sind die Zündspulensignale in Form der primärseitigen Spulenspannung Uprim, der sekundärseitigen Spulenspannung USek und des sekundärseitigen Spulenstroms ISek erfassbar. Die Auswertung der Zündspulensignale (Uprim, USek, ISek) kann in dem Steuergerät 10 zur Ansteuerung des Schalttransistors 8 oder in ein anderes Steuergerät integriert sein.In 2 is a circuit arrangement for driving an ignition coil 6 and for evaluating the ignition coil signals in the sense of identifying gas-dynamic effects. The circuit arrangement shows an ignition coil 6 with primary coil 6a and secondary coil 6b together with a primary coil 6a switching switching transistor 8th and one the switching transistor 8th controlling the control unit 10 , Further, on the secondary side of the ignition coil 6 the spark plug 2 with their electrodes 2a . 2 B parallel to the secondary coil branch and in the secondary branch in series with the secondary coil 6b a measuring resistor R arranged. The ignition coil signals in the form of the primary-side coil voltage U prim , the secondary-side coil voltage U sec and the secondary-side coil current I sec can be detected by means of the exemplary measuring points M1, M2, M3, M4. The evaluation of the ignition coil signals (U prim , U sec , I sec ) can in the control unit 10 for driving the switching transistor 8th or integrated into another controller.

Claims (6)

Verfahren zur Identifikation eines in einer Brennkammer auftretenden gasdynamischen Effektes einer im Schichtbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass – in Abhängigkeit von dem an der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Spulenspannung (Uprim; USek) – und/oder in Abhängigkeit von dem sekundärseitigen Spulenstrom (ISek) – und/oder in Abhängigkeit von einem mit der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Spulenspannung (Uprim; USek) und/oder dem sekundärseitigen Spulenstrom (ISek) korrelierenden Parameter auf das Vorliegen eines gasdynamischen Effektes geschlossen wird.Method for identifying a gas-dynamic effect occurring in a combustion chamber of an internal combustion engine operating in stratified operation, characterized in that - depending on the primary and / or secondary coil voltage (U prim ; U sec ) - and / or depending on the secondary coil current (I sec ) - and / or depending on a with the primary-side and / or secondary-side coil voltage (U prim ; U sec ) and / or the secondary coil current (I sec ) correlating parameters on the presence of a gas-dynamic effect is concluded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Gradienten der Spulenspannung (Uprim; USek) und/oder dem Gradienten des Spulenstroms (ISek) und/oder dem Gradienten des korrelierenden Parameters auf das Vorliegen eines gasdynamischen Effektes geschlossen wird, insbesondere eine Unterscheidung zwischen einem gasdynamischem Effekt und einer Turbulenz getroffen wird.Method according to Claim 1, characterized in that the presence of a gas-dynamic effect is inferred as a function of the gradient of the coil voltage (U prim ; U sec ) and / or the gradient of the coil current (I sec ) and / or the gradient of the correlating parameter , In particular, a distinction between a gas-dynamic effect and turbulence is made. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Amplitude und/oder den innerhalb eines festgelegten Zeitfensters auftretenden Auslenkungen der Spulenspannung (Uprim; USek) und/oder des Spulenstroms (ISek) und/oder eines korrelierenden Parameters auf die Art des vorliegenden gasdynamischen Effektes geschlossen wird.Method according to Claim 2, characterized in that, depending on the amplitude and / or the deflections occurring within a defined time window, the coil voltage (U prim ; U sec ) and / or the coil current (I sec ) and / or a correlating parameter are related to the Type of the present gas-dynamic effect is closed. Vorrichtung zur Identifikation von gasdynamischen Effekten innerhalb einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine umfassend – Mittel zur Erfassung der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Spulenspannung (Uprim; USek) und/oder des sekundärseitigen Spulenstroms (ISek) und/oder eines mit der Spulenspannung (Uprim; USek) und/oder dem Spulenstrom (ISek) korrelierenden Parameters der Zündspule, – sowie eine Auswerteeinheit, die in Abhängigkeit von dem erfassten Signal auf das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines gasdynamischen Effektes schließt.Device for identifying gas-dynamic effects within a combustion chamber of an internal combustion engine comprising - means for detecting the primary-side and / or secondary-side coil voltage (U prim ; U sec ) and / or the secondary-side coil current (I sec ) and / or one with the coil voltage (U prim ; U sec ) and / or the coil current (I sec ) correlating parameter of the ignition coil, - as well as an evaluation unit that closes depending on the detected signal on the presence or absence of a gas-dynamic effect. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, dass aufgrund von dem Gradienten der Spulenspannung (Uprim; USek) und/oder dem Gradienten des Spulenstroms (ISek) und/oder dem Gradienten des korrelierenden Parameters auf das Vorliegen eines gasdynamischen Effektes geschlossen werden kann.Apparatus according to claim 4, characterized in that the evaluation unit is designed such that due to the gradient of the coil voltage (U prim , U sec ) and / or the gradient of the coil current (I sec ) and / or the gradient of the correlating parameter on the Presence of a gas-dynamic effect can be concluded. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, dass sie aufgrund der Amplitude und/oder den innerhalb eines festgelegten Zeitfensters auftretenden Auslenkungen der Spulenspannung (Uprim; USek) und/oder des Spulenstroms (ISek) und/oder des korrelierenden Parameters auf die Art des vorliegenden gasdynamischen Effektes schließt bzw. den erfassten gasdynamischen Effekt einer vorbestimmten Effektart zuordnet.Apparatus according to claim 5, characterized in that the evaluation unit is designed such that it due to the amplitude and / or occurring within a fixed time window deflections of the coil voltage (U prim ; U sec ) and / or the coil current (I sec ) and / or the correlating parameter on the nature of the present gas-dynamic effect closes or assigns the detected gas-dynamic effect of a predetermined effect type.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3620733A1 (en) * 1985-07-04 1987-01-08 Fev Forsch Energietech Verbr Method for detecting and evaluating knocking combustion, and device for carrying out the method
DE4041076A1 (en) * 1990-12-21 1992-06-25 Goetz Dipl Ing Tippelmann METHOD AND DEVICE FOR MEASURING FLOWS
DE4320943A1 (en) * 1993-06-24 1995-01-05 Peter Prof Dr Andresen Method and measuring arrangement for the simultaneous measurement of different sizes in the combustion chamber of internal combustion engines using laser Raman scattering to characterize the operation of these engines
DE19601353C2 (en) * 1995-06-29 1998-04-23 Mitsubishi Electric Corp Combustion state detection device for an internal combustion engine
EP0611955B1 (en) * 1991-10-08 2000-01-12 FEV Motorentechnik GmbH Device for the examination of flow motion inside cylindrical components
DE4402310C2 (en) * 1994-01-27 2002-07-25 Iav Gmbh Arrangement of an optical probe for recording the intensity and spectrum of cyclical combustion processes in combustion chambers of internal combustion engines
DE10247709A1 (en) * 2002-10-12 2004-04-22 Volkswagen Ag Test stand for optical measurement of fluid flow characteristics for studying charging of IC engine cylinder using transparent outer casing and inner cylinder component group
DE102004005977A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-25 Volkswagen Ag Flow parameter measurement device for the flow at the inlet to a combustion engine cylinder has a measurement body mounted on a shaft so that it can only pivot up to 90 degrees in the incoming fluid
DE102004012073A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Ignition control device for a combustion engine using laser impulse ignition evaluates pressure changes in the combustion chamber

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD211148B5 (en) 1982-11-03 1993-12-02 Reichelt Matthias Dipl Ing METHOD AND DEVICE FOR ADJUSTING THE SPREADING TIME AND THE MIXTURE COMPOSITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES
JP2721604B2 (en) 1991-09-30 1998-03-04 株式会社日立製作所 Combustion condition diagnostic device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3620733A1 (en) * 1985-07-04 1987-01-08 Fev Forsch Energietech Verbr Method for detecting and evaluating knocking combustion, and device for carrying out the method
DE4041076A1 (en) * 1990-12-21 1992-06-25 Goetz Dipl Ing Tippelmann METHOD AND DEVICE FOR MEASURING FLOWS
EP0611955B1 (en) * 1991-10-08 2000-01-12 FEV Motorentechnik GmbH Device for the examination of flow motion inside cylindrical components
DE4320943A1 (en) * 1993-06-24 1995-01-05 Peter Prof Dr Andresen Method and measuring arrangement for the simultaneous measurement of different sizes in the combustion chamber of internal combustion engines using laser Raman scattering to characterize the operation of these engines
DE4402310C2 (en) * 1994-01-27 2002-07-25 Iav Gmbh Arrangement of an optical probe for recording the intensity and spectrum of cyclical combustion processes in combustion chambers of internal combustion engines
DE19601353C2 (en) * 1995-06-29 1998-04-23 Mitsubishi Electric Corp Combustion state detection device for an internal combustion engine
DE10247709A1 (en) * 2002-10-12 2004-04-22 Volkswagen Ag Test stand for optical measurement of fluid flow characteristics for studying charging of IC engine cylinder using transparent outer casing and inner cylinder component group
DE102004005977A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-25 Volkswagen Ag Flow parameter measurement device for the flow at the inlet to a combustion engine cylinder has a measurement body mounted on a shaft so that it can only pivot up to 90 degrees in the incoming fluid
DE102004012073A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Ignition control device for a combustion engine using laser impulse ignition evaluates pressure changes in the combustion chamber

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