DE102006015662A1

DE102006015662A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006015662A1
Application number: DE102006015662A
Authority: DE
Inventors: Arne Dipl.-Ing. Gailus
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2006-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem durch Klopfsensoren Geräusche der Brennkraftmaschine erfasst werden, die für jeden Verbrennungszyklus zur Bildung zylinderindividueller Signale dienen. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, Schädigungen einer Brennkraftmaschine durch Extremklopfen oder Vorentflammungen zu verhindern. DOLLAR A Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Extremwertüberwachung aktiviert wird, wenn eine Lastenerfassungsgröße LM einen festlegbaren Grenzwert LM_GR übersteigt (Block 1), und dass die aktivierte Extremwertüberwachung dann eine Abschaltung eines Zylinders auslöst (Block 6), wenn die aktuellen zylinderindividuellen Signale GPx des Zylinders vorgebbare Bedingungen für einen Extremwert erfüllen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1.

Aus der DE 195 ist ein Verfahren zur Klopfregelung eines Verbrennungsmotors bekannt, bei dem durch Körperschallsensoren Motorgeräusche erfasst werden, die zur Bildung~zylinderabhängiger Klopfwerte für jeden Verbrennungszyklus einzelner Zylinder des Verbrennungsmotors dienen. Bei diesem Verfahren wird aus einer Anzahl ermittelter Klopfwerte ein Geräuschwert bestimmt, aus dem eine Klopfschwelle als Vergleichswert abgeleitet wird.

In Abhängigkeit von einem Vergleich eines aktuellen Klopfwertes mit der Klopfschwelle werden dabei Eingriffe in das Management des Verbrennungsmotors, insbesondere Zündzeitpunktverstellungen, vorgenommen.

Bei hochverdichteten und/oder aufgeladenen ottomotorischen Brennkraftmaschinen kommt es sporadisch zu Extremklopfern und Vorentflammungen, die zur Zerstörung der Brennkraftmaschine führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, Schädigungen einer Brennkraftmaschine durch Extremklopfer oder Vorentflammungen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass, eine Extremwertüberwachung aktiviert wird, wenn eine Lasterfassungsgröße, z.B. ein Luftmassenstrom, einen festlegbaren Grenzwert übersteigt, und dass die aktivierte Extremwertüberwachung dann eine Abschaltung eines Zylinders auslöst, wenn die aktuellen zylinderindividuellen Signale des Zylinders vorgebbare Bedingungen für einen Extremwert erfüllen. Damit ist es möglich mit einer serienmäßig vorhandenen Sensorik eine schnelle Detektierung von Extremklopfern und Vorentflammungen durchzuführen und motorische Maßnahmen einzuleiten, die die irreguläre Verbrennung des betroffenen Zylinders kurzfristig abschaltet und so die Zerstörung des Motors verhindert. Sie ist besonders geeignet für hochverdichtete und/oder aufgeladene ottomotorische Brennkraftmaschinen. Vorteil ist die Senkung der Schäden an der Brennkraftmaschine und den damit verbundenen Garantie- und Kulanzkosten.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Bedingungen für einen Extremwert erfüllt, wenn ein aktuelles Signal mindestens um einen festlegbaren Faktor größer ist als ein aus vorangegangenen Signalen gebildetes Signal und das aktuelle Signal einen festlegbaren Maximalwert überschreitet.

Die Erfindung kann durch Implementierung einer Software-Funktionalität in der Steuerung der Brennkraftmaschine mit der vorhandenen Sensorik und Aktuatorik heutiger Serienmotoren realisiert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und anhand der Zeichnungen.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine beispielhafte Darstellung erfasster Klopfsensorsignale.
Das in der Steuerung der Brennkraftmaschine aufbereitete Körperschallsignal eines Klopfsensors wird durch das erfindungsgemäße Verfahren abgefragt und überwacht. Das Verfahren wird für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine unabhängig durchgeführt. Im Folgenden steht x als Platzhalter für die Nummer des überwachten Zylinders. Das zyklensynchron für jede Verbrennung zylinderindividuell gebildete Sensorsignal ermöglicht eine sehr schnelle Detektierung einer irregulären Verbrennung.
In Block 1 wird ab einer applizierbaren Lasterfassungsgröße, z.B. einer Luftmassengrenze LM_GR die Überwachungsfunktion für Extremklopfer und Vorentflammung aktiv geschaltet.
Das Verfahren vergleicht in Block 2 das in einem mathematischen Algorithmus aus dem Körperschallsignal des Klopfsensors gebildete, gemittelte Grundgeräusch des x-ten Einzelzylinders GPMx mit dem aktuellen Grundgeräuschpegel des x-ten Einzelzylinders GPx. Ist das aktuelle Grundgeräusch des Einzelzylinders GPx um einen applizierbaren Faktor a größer, als das gemittelte Grundgeräusch des Einzelzylinders GPMx, so wird in Block 3 überprüft, ob das aktuelle Grundgeräusch des Einzelzylinders GPx auch größer als ein applizierbarer Grundgeräusch-Maximalwert GPx_MAX ist. Ist dies der Fall, so wird in Block 4 ein Wert VEx um eins erhöht.
In Block 5 wird geprüft, ob diese Bedingungen bereits für eine applizierbare Anzahl von ZYK_VE Verbrennungszyklen vorgelegen haben. Ist dies der Fall, so wird die Abschaltung (Block 6) des betroffenen Zylinders x eingeleitet.
Die Abschaltung des betroffenen Zylinders erfolgt durch Ausblendung der Einspritzung (Block 6). Außerdem wird in der Diagnosefunktionalität eine Fehlerbeschreibung gespeichert (Block 7) und die Check-Engine-Lampe angesteuert (Block 8).
Die Abschaltung des betroffenen Zylinders x wird zunächst für eine applizierbare Anzahl von Verbrennungszyklen ZYK_AUS durchgeführt (Block 9, Block 10) und wird schließlich wieder aufgehoben (Block 15).
Werden weitere irreguläre Verbrennungen detektiert, kann der Zylinder nach einer applizierbaren Anzahl von ZW_MAX wiederholten Abschaltungen dauerhaft für den Fahrzyklus abgeschaltet werden (Block 13). Eine Aktivierung erfolgt erst in einem neuen Fahrzyklus, d.h. nach Abschalten und erneutem Einschalten der Zündung (Block 14, Block 15).
2 zeigt eine beispielhafte Darstellung erfasster Klopfsensorsignale eines Zylinders einer Brennkraftmaschine. Dabei sind auf der Y-Achse die Spannungssignale des Klopfsensors und auf der X-Achse die Zeit aufgetragen. Eingezeichnet ist ein beispielhaftes Klopfsignal GPx1, das die Bedingungen eines Extremklopfers nicht erfüllt, weil es zwar deutlich größer ist, als der ihm zugeordnete Wert GPMx des mittleren Grundgeräuschpegels, aber den Wert GPx_MAX für den maximalen Grungeräuschpegel nicht überschreitet. Das Klopfsignal GPx2 erfüllt hingegen die Bedingungen eines Extremklopfers, da es deutlich größer ist als der ihm zugeordnete Wert GPMx und auch den Wert GPx_MAX überschreitet. Auch dargestellt sind die dem Signal GPx2 nachfolgenden ZYK_VE Überwachungszyklen und die anschließend ausgelöste Abschaltung AUSx des Zylinders für eine Anzahl von ZYK_AUS Zyklen. In 2 ist erkennbar, wie belastende Beanspruchungen des Zylinders aufgrund Extremklopfer durch das erfindungsgemäße Verfahren verringert werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem durch Klopfsensoren Geräusche der Brennkraftmaschine erfasst werden, die für jeden Verbrennungszyklus zur Bildung zylinderindividueller Signale dienen, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Extremwertüberwachung aktiviert wird, wenn eine Lasterfassungsgröße LM einen festlegbaren Grenzwert LM_GR übersteigt (Block 1), und – dass die aktivierte Extremwertüberwachung dann eine Abschaltung eines Zylinders auslöst (Block 6), wenn die aktuellen zylinderindividuellen Signale GPx des Zylinders vorgebbare Bedingungen für einen Extremwert erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen für einen Extremwert erfüllt sind, – wenn ein aktuelles Signal GPx mindestens um einen festlegbaren Faktor a größer ist als ein aus vorangegangenen Signalen gebildetes Signal GPMx und – wenn das aktuelle Signal GPx einen festlegbaren Maximalwert GP_MAX überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bedingungen nur dann als erfüllt angesehen werden, wenn sie für eine vorgebbare Anzahl ZYK_VE von Verbrennungszyklen bestehen bleiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschaltung die Einspritzung des Zylinders deaktiviert wird (Block 6).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung nach Ablauf einer vorgebbaren Zyklenzahl ZYK_AUS wieder aufgehoben wird (14).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine endgültige Abschaltung eines Zylinders für einen Fahrzyklus erfolgt (Block 13), wenn ein Vergleicher (Block 12) erkennt, dass die Anzahl ZW_AUS der durchgeführten Abschaltungen dieses Zylinders einen festlegbaren Maximalwert ZW_MAX überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abschaltung eines Zylinders eine Fehlerinformation in einer Diagnoseeinheit gespeichert wird (Block 7).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Check-Engine-Lampe eingeschaltet wird (Block 8).