DE102006029279B3 - Verfahren zur zylinderindividuellen Klopfregelung sowie zugehörige Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Zur zylinderindividuellen Klopfregelung eines Ottomotors (CE) wird für jeden Zylinder (CY1 mit CYn) des Ottomotors (CE) mit Hilfe eines oder mehrerer Klopfsensoren (K1 mit Ki) festgestellt, ob ein Klopfgeräusch beim jeweiligen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders (CY1) auftritt. Wird von den ein oder mehreren Klopfsensoren (K1 mit Ki) ein Klopfgeräusch beim aktuellen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders (CY1) detektiert, wird dieser Zylinder (CY1) mit detektiertem Klopfgeräusch mittels eines Impulslader-Aktors (ILA1 mit ILAn) in seinem Luft-Einlasskanal (EK1 mit EKi) für den nächsten Verbrennungsvorgang mit einer geringeren Luftmasse als für den aktuellen Verbrennungsvorgang gefüllt, bei dem das Klopfgeräusch detektiert worden ist.
Description
- Beim Ottomotor sind einer kennfeldweiten Steigerung des inneren Wirkungsgrades durch Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses des jeweiligen Zylinders dadurch Grenzen gesetzt, dass insbesondere im oberen Lastbereich des Verbrennungsprozesses im jeweiligen Zylinder klopfende Verbrennungsereignisse auftreten können. Einzelheiten zu dieser Problematik sind beispielsweise auf der Webseite des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen, RWTH Aachen-52056 Aachen unter http://www.vka.rwth-aachen.de/sfb_224/Kapitel/kap3_4.htm angegeben. Aus diesem Grund wird über die Motorsteuerung des Ottomotors versucht, dessen Zylinder möglichst nahe der Klopfgrenze zu betreiben. Die heutzutage eingesetzten Klopfregelungen benutzen dabei den Zündwinkel als Stellgröße. Wird über den Klopfsensor des jeweiligen Zylinders Klopfen detektiert, regelt die Klopffunktion im Motorsteuergerät den Zündwinkel zylinderindividuell beim nächsten Verbrennungsvorgang des Verbrennungszyklus des Ottomotors „nach spät", d.h. die Zündung des Kraftstoff-/Luftgemisches in diesem Zylinder wird zeitlich später als im Fall ohne Klopfen ausgelöst, um die Klopfneigung zu reduzieren. Durch den dadurch verschobenen Verbrennungsschwerpunkt bei nachfolgenden Verbrennungsvorgängen in diesem Zylinder wird aber der innere Wirkungsgrad des Ottomotors in unerwünschter Weise reduziert.
- Der Aufsatz „Impulsaufladung und Laststeuerung von Hubkolbenmotoren durch ein Lufttaktventil" in MTZ, 12/2001, Seiten 998-1009, informiert ganz allgemein über die Impulsaufladung und Laststeuerung von Hubkolbenmotoren mittels Lufttaktventil. Dabei wird mittels des jeweiligen Lufttaktventils eine erhöhte Luftmasse in den Brennraum des jeweiligen Zylinders geladen, d.h. die Füllung des jeweiligen Zylinders mit Luft erhöht, was Drehmomentsteigerungen über den gesamten Drehzahlbereich eines Hubkolbenmotors – vor allem aber bei geringen Motordrehzahlen – bewirkt.
- Die
DE 198 27 704 C2 betrifft lediglich eine zylinderselektive Klopfregelung, die mittels Zündwinkelveränderung arbeitet. - Bei der Klopfregelung der
DE 103 54 978 A1 wird beim Abtasten eines Klopfsignals an wenigstens einem Zylinder der betroffene, klopfende Zylinder jeweils um eine vorbestimmte Anfettungsmenge an Kraftstoff angefettet. Die klopfenden Zylinder werden dabei mit demselben Zündzeitpunkt betrieben, wie diejenigen Zylinder, bei denen kein Klopfsignal abgetastet wird, d.h. der Zündzeitpunkt bleibt jeweils unverändert. - Bei der Klopfregelung der
DE 198 07 488 C1 wird bei aufgetretenem Klopfen lediglich durch Verändern der Steuerzeitpunkte für das jeweilige Einlass- und/oder Auslassventil des jeweilig klopfenden Zylinders dessen Füllung mit Luft zylinderindividuell so weit reduziert, bis das gemessene Klopfsignal dieses Zylinders ein Referenzsignal überschreitet. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klopfregelung für einen Ottomotor mit einem innermotorischen Wirkungsgrad bereitzustellen, der gegenüber der Klopfregelung mittels Zündwinkelverlegung verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch folgendes erfindungsgemäße Verfahren gelöst: Verfahren zur zylinderindividuellen Klopfregelung eines Ottomotors mit folgenden Schritten:
- – für jeden Zylinder des Ottomotors wird mit Hilfe eines oder mehrerer Klopfsensoren festgestellt, ob ein Klopfgeräusch beim jeweiligen Verbrennungsvorgang dieses Zylinders auftritt;
- – wird von den ein oder mehreren Klopfsensoren ein Klopfgeräusch beim aktuellen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders detektiert, wird dieser Zylinder mit detektiertem Klopfgeräusch mittels eines Impulslader-Aktors in seinem Luft-Einlasskanal für den nächsten Verbrennungsvorgang seines Verbrennungszyklus mit einer geringeren Luftmasse als für den aktuellen Verbrennungsvorgang gefüllt, bei dem das Klopfgeräusch detektiert worden ist.
- Wenn also während des aktuellen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders die ein oder mehreren Klopfsensoren am Motorblock des Ottomotors ein Klopfgeräusch detektieren und dieses Klopfgeräusch z.B. mittels eines Steuergeräts diesem Zylinder in eindeutiger Weise zugeordnet wird, so wird der Impulslader-Aktor im Einlasskanal dieses Zylinders mit detektiertem Klopfgeräusch vor dessen Lufteinlassventil derart gesteuert, dass für den nächsten Verbrennungsvorgang oder für mehrere nachfolgende, weitere Verbrennungsvorgänge dieses Zylinders dessen Luftbefüllung gegenüber dem Verbrennungsvorgang mit Klopfen reduziert wird. Durch die geringere Zylinderfüllung, d.h. weniger Luftmasse im Brennraum desjenigen Zylinders, bei dem für den aktuellen Verbrennungsvorgang ein oder mehrere Klopfgeräusche durch die ein oder mehreren Klopfsensoren detektiert worden sind, beim nachfolgenden oder bei den nachfolgenden Verbrennungsvorgängen wird eine reduzierte Kompressionsendtemperatur während der Kompressionsphase des Verbrennungszyklus dieses Zylinders bewirkt und dadurch eine klopfende Verbrennung bzw. Klopfneigung weitgehend vermieden.
- Indem nur bei dem jeweils klopfenden Zylinder die Luftfüllung reduziert wird und damit die klopfende Verbrennung in diesem für mindestens einen nachfolgenden Verbrennungsvorgang vermieden wird, jedoch Zylinder, die nicht Klopfen, weiterhin mit ihrer Zielfüllung bei den nachfolgenden Verbrennungsvorgängen beaufschlagt werden, wird jeder einzelne Zylinder nur mit soviel Luftmasse versorgt, dass er gerade nicht klopft. Durch diese zylinderindividuelle Beeinflussung der Luftfüllung jedes einzelnen Zylinders mit Hilfe des jeweilig vorgeschalteten, zugehörigen Impulslader-Aktors wird somit der innermotorische Wirkungsgrad des Ottomotors insgesamt optimiert. Dadurch ist es möglich, den Zündwinkel für den Verbrennungsprozess jedes einzelnen Zylinders wirkungsgradoptimal einzustellen, d.h. es ist nicht mehr erforderlich, zur Klopfvermeidung den Zündwinkel zu einem späteren Zeitpunkt des jeweiligen, nächsten Verbrennungsvorgangs zu verlegen, wie dies bisher der Fall war.
- Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur zylinderindividuellen Klopfregelung eines Ottomotors mit folgenden Komponenten:
- – für die ein oder mehreren Zylinder des Ottomotors sind ein oder mehrere Klopfsensoren zur Detektion eines etwaigen Klopfgeräusches beim jeweiligen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders vorgesehen
- – vor dem Lufteinlassventil des jeweiligen Zylinders ist in dessen Luft-Einlasskanal ein Impulslader-Aktor vorgesehen, mit dem demjenigen Zylinder, für den die ein oder mehreren Klopfsensoren für den aktuellen Verbrennungsvorgang ein Klopfgeräusch detektiert haben, beim nächsten Verbrennungsvorgang eine geringere Luftmasse als im aktuellen Verbrennungszyklus zugeführt ist.
- Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur zylinderindividuellen Klopfregelung eines Ottomotors mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der Messsignale ein oder mehrerer Klopfsensoren, die an einem oder mehreren Zylindern des Ottomotors angebracht sind, dahingehend, ob ein Klopfgeräusch aufgetreten ist und wenn dies der Fall ist, dass dieses detektierte Klopfgeräusch dem Zylinder mit aktuellen Verbrennungsvorgang zugeordnet wird, und mit einer Kontrolleinheit, mit der derjenige Impulslader-Aktor, der dem Zylinder mit detektiertem Klopfgeräusch zugeordnet ist, derart gesteuert wird, dass diesem Zylinder beim nächsten Verbrennungsvorgang eine geringere Luftmasse als im aktuellen Verbrennungszyklus mit aufgetretenem Klopfgeräusch zugeführt ist.
- Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
- Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand einer einzigen Figur näher erläutert.
- Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Ottomotors CE mit einer Vielzahl von Zylindern CY1 mit CYn, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren klopfkontrolliert, insbesondere klopfgesteuert oder klopfgeregelt werden. Insbesondere ist der Ottomotor als 2-, 4-Zylinder, 6-, oder 8-Zylinder-Verbrennungsmotor ausgebildet. Zur Frischluftversorgung weist der Ottomotor CE ein Saugrohr SR auf. Am eingangsseitigen Ende des Saugrohrs SR ist ein Luftfilter LF vorgesehen, durch das ein Luftstrom LM in das Saugrohr eingesaugt wird. Das Verteilerende des Saugrohrs SR mündet in eine Vielzahl von einzelnen Einlasskanälen EK1 mit EKi, d.h. es teilt sich in je einen Einlasskanal für jeden Zylinder auf, so dass jedem Zylinder CY1 mit CYn jeweils ein spezifischer Einlasskanal EK1 mit EKn zugeordnet ist. An jedem Zylinder CY1 mit CYn ist ein zugehöriges Lufteinlassventil LI1 mit LIn vorgesehen. An diesem endet der jeweils zugehörige Einlasskanal EK1 mit EKi. Die Lufteinlassventile LI1 mit LIn werden vorzugsweise mittels der Nockenwelle des Ottomotors CE auf mechanische Weise zylinderindividuell geöffnet und geschlossen. Dadurch werden Öffnungs- und Schließzeiten zylinderindividuell für jedes Lufteinlassventil LI1 mit LIn gesteuert bzw. geregelt. Die Nockenwelle ist dabei in der Figur der zeichnerischen Einfachheit halber weggelassen worden. Über Auslassventile der Zylinder CY1 mit CYn können aus deren Brennräumen Verbrennungspakete in Auslasskanäle und dann in einen gemeinsamen Auspuffstrang eines Abgastraktes AS ausströmen. Diese Auslassventile sind in der Figur der zeichnerischen Übersichtlichkeit halber weggelassen worden. Die Steuerung bzw. Regelung der Öffnungs- und Schließzeiten dieser Auslassventile erfolgt wiederum auf mechanische Weise individuell, d.h. spezifisch für jedes Auslassventil mit Hilfe der Nockenwelle des Ottomotors CE.
- Im Einlasskanal EK1 mit EKn jedes Zylinders CY1 mit CYn sitzt zwischen dem Verteilerende des gemeinsamen Saugrohrs SR und dem Einlassventil LI1 mit LIn jedes Zylinders CY1 mit CYn jeweils ein Impulslader-Aktor ILA1 mit ILAn. Diese Impulslader-Aktoren ILA1 mit ILAn dienen der impulsartigen Luft-Befüllung der einzelnen Zylinder CY1 mit CYn, indem Resonanzschwingungs- und Aufschaukeleffekte für den Luftmassenstrom LM im Saugrohr SR ausgenutzt werden. Die Impulslader-Aktoren ILA1 mit ILAn werden in vorteilhafter Weise zu denjenigen Zeitspannen geöffnet, während denen ein impulsartiger Luftmassenstrom durch den jeweiligen Einlasskanal EK1 mit EKi strömt. Ihre Ansteuerung, insbesondere Öffnen und Schließen, erfolgt dabei durch ein Steuergerät CU, insbesondere ein Motorsteuergerät, über Steuerleitungen SL1 mit SLn. Diese Steuerleitungen sind in der Figur strichpunktiert angedeutet.
- Der Gesamtheit der Zylinder sind ein oder mehrere Klopfsensoren zugeordnet. So können z.B. bei einem 4- Zylinder-Ottomotor zweckmäßigerweise ein bis zwei Klopfsensoren am Motorblock angeordnet sein. Hier im Ausführungsbeispiel ist an jedem Zylinder CY1 mit CYn ein eigener Klopfsensor K1 mit Ki angebracht. Diese Klopfsensoren K1 mit Ki sind über Messleitungen ML1 mit MLn mit dem Steuergerät CU verbunden. Die Messleitungen sind in der Figur strichpunktiert eingezeichnet. Sie übermitteln fortlaufend Messsignale während des Verbrennungszyklus des Ottomotors an das Steuergerät CU. Dieses wertet die Messsignale aus und bestimmt, ob etwaig bei einem bestimmten Zylinder ein Klopfgeräusch beim jeweiligen Verbrennungsvorgang aufgetreten ist. Unter Verbrennungszyklus des jeweiligen Zylinders wird dabei insbesondere verstanden, dass in einer Luftansaugphase Luft in den Zylinder eingesaugt wird, in einer nachfolgenden Kompressionsphase Kraftstoff eingespritzt und das erzeugte Luft/Kraftstoffgemisch gezündet wird oder anstelle dessen ein schon vorbereitetes Luft-/Kraftstoffgemisch in den Zylinder (bei Selbstzündern) eingebracht wird, anschließend in einer Arbeits-/Expansionsphase das komprimierte Luft/Kraftstoffgemisch durch Verbrennen expandiert wird, wobei die Zündung des Luft-/Kraftstoffgemisches schon im Kompressionstakt und/oder im Expansionstakt erfolgen kann, und schließlich in einer Auslassphase das verbrannte Luft-/Kraftstoffgemisch ausgestoßen wird. Allgemein ausgedrückt ist der Verbrennungsvorgang eines Zylinders derjenige Prozess, während dem das eingebrachte Luft-/Kraftstoffgemisch von seinem Zündzeitpunkt bis zu seinem Erlöschungszeitpunkt verbrannt wird.
- Detektieren nun die ein oder mehreren Klopfsensoren wie z.B. K1 mit Kn mit n = 4 Klopfgeräusche beim aktuellen Verbrennungsvorgang für einen Zylinder wie z.B. CY1 der Vielzahl von Zylindern des Ottomotors während dessen Verbrennungszyklus, so übermitteln die Klopfsensoren wie z.B. K1 mit Kn Messsignale M1 mit Mn an das Steuergerät CU. Die Auswerteeinheit AE des Steuergeräts CU ermittelt aus diesen Messsignalen M1 mit Mn, ob und wenn ja, in welchem Zylinder ein Klopfgeräusch beim Verbrennungsvorgang aufgetreten ist.
- Mit anderen Worten ausgedrückt, werden die Messsignale der Vielzahl von Klopfsensoren im Steuergerät so ausgewertet, dass ein auftretendes Klopfgeräusch in eindeutiger Weise einem bestimmten Zylinder zugeordnet werden kann. Die Kontrolleinheit CO des Steuergeräts CU steuert daraufhin den Impulslader-Aktor wie z.B. ILA1, der diesem Zylinder mit detektiertem Klopfgeräusch zugeordnet ist, derart mittels eines Steuersignals wie z.B. S1 über die zugehörige Steuerleitung wie z.B. SL1 oder ein Bussystem an, dass für den nächsten Verbrennungsvorgang oder für die weiteren nachfolgenden Verbrennungsvorgänge dieses Zylinders die zugeführte Luftmasse für die Zylinderfüllung gegenüber der Zylinderfüllung beim aktuellen, d.h. vorausgehenden Verbrennungsvorgang reduziert wird. In entsprechender Weise werden die Luftlader- Aktoren ILA2 mit ILAn mittels Steuersignale S2 mit Sn über die zugehörigen Steuerleitungen SL2 mit SLn durch die Kontrolleinheit CO des Steuergeräts CU zu einem Drosseln, d.h. Reduzieren bzw. Verringern der zugeführten Luftmasse gegenüber dem Nichtklopfen-Fall für zukünftige Verbrennungsvorgänge veranlasst, wenn für ihre zugeordneten Zylinder CY2 mit CYn ein Klopfen beim jeweiligen Verbrennungsvorgang zuvor festgestellt worden ist. Bei einem Mehrzylinder-Motor durchlaufen dabei die Zylinder nach einer vorbestimmten Reihenfolge ihre Arbeitstakte mit Verbrennungsvorgang.
- Durch die geringere Luftbefüllung desjenigen Zylinders, für den ein Klopfgeräusch während des aktuellen Verbrennungsvorgangs seines fortlaufenden Verbrennungszyklus mit Hilfe der ein oder mehreren Klopfsensoren detektiert bzw. erfasst worden ist, wird beim nachfolgenden Verbrennungsvorgang oder bei den nachfolgenden Verbrennungsvorgängen weniger Luftmasse in den Brennraum dieses Zylinders eingebracht. Dadurch wird beim nächsten Verbrennungsvorgang oder bei den nachfolgenden Verbrennungsvorgängen eine reduzierte Kommpressionsendtemperatur bewirkt und somit eine klopfende Verbrennung weitgehend vermieden bzw. eine Klopfneigung vermindert. Indem nur bei demjenigen Zylinder die Luftbefüllung für den nächsten Verbrennungsvorgang oder für die nächsten Verbrennungsvorgänge reduziert wird, bei dem während des aktuellen Verbrennungsvorgangs des eingebrachten Luft/Kraftstoffgemisches ein Klopfgeräusch registriert bzw. detektiert worden ist, jedoch Zylinder, die nicht klopfen, weiterhin mit ihrer Zielbefüllung an Luft/Kraftstoffgemisch betrieben werden, wird jeder Zylinder nur mit soviel Luftmasse versorgt, dass er gerade nicht klopft. Folglich ist der innermotorische Wirkungsgrad des Ottomotors insgesamt optimal.
- Zeckmäßigerweise wird die Luftmasse, die für den nächsten Verbrennungsvorgang demjenigen Zylinder zugeführt wird, für den beim vorhergehenden Verbrennungsvorgang ein Klopfgeräusch detektiert worden ist, um mindestens 5%, insbesondere zwischen 10 % und 20%, gegenüber der Luftmassenzufuhr beim vorhergehenden Verbrennungsvorgang reduziert.
- Hier im Ausführungsbeispiel dient der Klopfsensor wie z.B. K1 mit Ki an jedem Zylinder wie z.B. CY1 mit CYn nur der Detektion von Klopfgeräuschen in diesem Zylinder, d.h. jedem Zylinder CY1 mit CYn ist zur Detektion von Klopfen ein eigener, einzelner Klopfsensor K1 mit Ki zugeordnet. Detektiert beispielsweise der Klopfsensor K1 des ersten Zylinders CY1 ein Klopfgeräusch beim Verbrennungsprozess eines Luft-/Kraftstoffgemisches, das für den aktuellen Verbrennungsvorgang in den Verbrennungsraum des ersten Zylinders CY1 eingebracht worden ist, so übermittelt er ein Messsignal über die Messleitung ML1 an das Steuergerät CU. Dieses steuert dann über eine Steuerleitung SL1 den Impulslader-Aktor ILA1 im Einlasskanal EK1 derart an, dass beim nächsten Verbrennungsvorgang des Zylinders CY1 weniger Luftmasse als beim aktuellen Verbrennungsvorgang zugeführt wird. Die übrigen Zylinder CY2 mit CYn, deren Klopfsensoren K2 mit Ki für sie kein Klopfgeräusch erfasst haben, werden hingegen zweckmäßigerweise mit einer Luftmassen-Zielfüllung beaufschlagt, die ein gewünschtes Soll-Verdichtungsverhältnis in diesem Zylinder bewirkt.
- Mit Hilfe der Impulslader-Aktoren ILA1 mit ILAn in den Einlasskanälen EK1 mit EKn ist es somit ermöglicht, die Zylinder CY1 mit CYn zylinderindividuell, d.h. zylinderspezifisch mit Luft für den jeweiligen Verbrennungszyklus zu befüllen. Diejenigen Zylinder, für die mit Hilfe der Klopfsensoren kein Klopfgeräusch für den aktuellen Verbrennungsvorgang des Ottomotors festgestellt worden ist, werden wie in herkömmlicher Weise durch Öffnen und Schließen ihrer individuell zugeordneten Luftlader-Aktoren zu geeigneten Zeitpunkten der Luftmassenbewegung LM im Saugrohr SR und angepasst auf die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlassventile LI1 mit LIn durch einen Aufladeeffekt gezielt mit einer größeren Luftmassenbefüllung beaufschlagt. Derjenige Zylinder, dessen Klopfsensor hingegen ein Klopfgeräusch festgestellt hat, wird durch eine Verkürzung der Zeitspanne, in der sein zugeordneter Luftlader-Aktor im nächsten Verbrennungszyklus geöffnet ist, mit einer reduzierten Luftmassenmenge beaufschlagt, die weniger kritisch für ein Klopfen beim Verbrennungsprozess dieses Zylinders ist. Anstelle von oder zusätzlich zu Öffnungs- und Schließzeiten kann ggf. auch der Durchflussquerschnitt des jeweiligen Aktors zur Begrenzung oder Verringerung der Luftdurchsatzmenge entsprechend variiert werden.
- Ggf. kann es auch zweckmäßig sein, den Luftmassenstrom LM im Saugrohr SR durch eine dort vorgesehene Drosselklappe DK dann zu beeinflussen, wenn der Klopfsensor mindestens eines Zylinders ein Klopfgeräusch beim Verbrennungsvorgang registriert hat. Die Drosselklappe DK ist dazu über eine Steuerleitung SLD mit dem Steuergerät CU verbunden. Beispielsweise kann die Drosselklappe DK in eine Stellung gebracht werden, in der der Luftkanal des Saugrohrs SR weitgehend geöffnet ist, wenn ein Luftlader-Aktor oder mehrere Luftlader-Aktoren zur Klopfvermeidung eine reduzierte Beaufschlagung mit Luftmasse ihrer zugehörigen klopfenden Zylinder vornehmen.
- Darüber hinaus kann es ggf. auch zweckmäßig sein, die Drosselklappe DK komplett wegzulassen und die Befüllung des Verbrennungsraums des jeweiligen Zylinders allein mit Hilfe der Luftlader-Aktoren ILA1 mit ILAn und der Einlassventile LI1 mit LIn durchzuführen.
- Dadurch, dass zylinderindividuell mit Hilfe des jedem Zylinder zugeordneten Impulslader-Aktors die Luftmenge reguliert wird, die in den jeweiligen Zylinder bei geöffnetem Einlassventil einströmt, kann zur Vermeidung von Klopfen dieses Zylinders dieser unabhängig von den anderen Zylindern dann mit einer reduzierten Luftmassenfüllung beaufschlagt werden, wenn mit Hilfe eines oder mehrerer der Vielzahl von Klopfsensoren Klopfen festgestellt worden ist. Im Gegensatz dazu werden bei heutigen Serienmotoren keine Stellglieder benutzt, die eine zylinderindividuelle Füllungssteuerung ermöglichen. Wird Klopfen im Brennraum eines Zylinders detektiert, wird bisher lediglich der Zündwinkel von diesem Zylinder korrigiert. Bei starkem Klopfen einzelner Zylinder wird mittels eines zentralen Füllungsstellers, wie zum Beispiel einer Drosselklappe, die Luftmassenzufuhr für alle Zylinder gemeinsam reduziert.
- Demgegenüber erlaubt die zylinderindividuelle Beeinflussung der Luftfüllung jedes Zylinders eine zylinderindividuelle Klopfregelung. Indem nur, d.h. lediglich bei demjenigen Zylinder mit detektiertem Kopfgeräusch dessen Brennraum für den nächsten Verbrennungsvorgang mit einer reduzierten Luftmasse gefüllt wird, die übrigen Zylinder, für die mit Hilfe der Klopfsensoren hingegen kein Klopfgeräusch festgestellt worden ist, wie bisher regulär mit ihrer Zielfüllung für ein gewünschtes, vorgegebenes Verdichtungsverhältnis befüllt werden, wird eine unerwünschte Reduzierung der Motorleistung weitgehend vermieden und der innermotorische Wirkungsgrad des Ottomotors optimiert.
Claims (10)
- Verfahren zur zylinderindividuellen Klopfregelung eines Ottomotors (CE) mit folgenden Schritten: – für jeden Zylinder (CY1 mit CYn) des Ottomotors (CE) wird mit Hilfe eines oder mehrerer Klopfsensoren (K1 mit Ki) festgestellt, ob ein Klopfgeräusch beim jeweiligen Verbrennungsvorgang dieses Zylinders (CY1) auftritt – wird von den ein oder mehreren Klopfsensoren (K1 mit Ki) ein Klopfgeräusch beim aktuellen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders (CY1) detektiert, wird dieser Zylinder (CY1) mit detektiertem Klopfgeräusch mittels eines Impulslader-Aktors (ILA1 mit ILAn) in seinem Luft-Einlasskanal (EK1 mit EKi) für den nächsten Verbrennungsvorgang seines Verbrennungszyklus mit einer geringeren Luftmasse als für den aktuellen Verbrennungsvorgang gefüllt, bei dem das Klopfgeräusch detektiert worden ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulslader-Aktoren (ILA1 mit ILAn) hinsichtlich ihrer Öffnungs- und Schließzeiten zur zylinderindividuellen Klopfregelung der Zylinder (CY1 mit CYn) mittels eines Steuergeräts (CU) eingestellt werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmasse, die für den nächsten Verbrennungsvorgang demjenigen Zylinder (CY1) zugeführt wird, für den beim vorhergehenden Verbrennungsvorgang ein Klopfgeräusch detektiert worden ist, um mindestens 5% gegenüber der Luftmassenzufuhr beim vorhergehenden Verbrennungsvorgang reduziert wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmenge, die für den nächsten Verbrennungsvorgang demjenigen Zylinder (CY1) zugeführt wird, für den beim vorhergehenden Verbrennungsvorgang ein Klopfgeräusch detektiert worden ist, zwischen 10% und 20% gegenüber der Luftmassenzufuhr beim vorhergehenden Verbrennungsvorgang reduziert wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regulierung der Luftmassenzufuhr an jeden Zylinder (CY1 mit CYn) eine Drosselklappe (DK) im Saugrohr (SR) des Ottomotors (CE) in ihrer Stellung zusätzlich verändert wird, wenn für mindestens einen Zylinder (CY1) ein Klopfgeräusch mit Hilfe der ein oder mehreren Klopfsensoren (K1) erfasst worden ist.
- Vorrichtung zur zylinderindividuellen Klopfregelung eines Ottomotors (CE), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Komponenten: – für die ein oder mehreren Zylinder (CY1 mit CYn) des Ottomotors (CE) sind ein oder mehrere Klopfsensoren (K1 mit Ki) zur Detektion eines etwaigen Klopfgeräusches beim jeweiligen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders (CY1 vorgesehen; – vor dem Lufteinlassventil (LI1 mit LIn) des jeweiligen Zylinders (CY1 mit CYn) ist in dessen Luft-Einlasskanal (EK1 mit EKi) ein Impulslader-Aktor (ILA1 mit ILAn) vorgesehen, mit dem demjenigen Zylinder (CY1), für den die ein oder mehreren Klopfsensoren (K1) für den aktuellen Verbrennungsvorgang ein Klopfgeräusch detektiert haben, beim nächsten Verbrennungsvorgang eine geringere Luftmasse als im aktuellen Verbrennungszyklus zugeführt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät (CU) zur Einstellung der Impulslader-Aktoren (ILA1 mit ILAn) derart vorgesehen ist, dass lediglich derjenige Zylinder (CY1) mit detektiertem Klopfgeräusch beim aktuellen Verbrennungsvorgang für den nächsten Verbrennungsvorgang mit einer reduzierten Luftmasse gefüllt wird, während die übrigen Zylinder (CY2 mit CYn), für die die ein oder mehreren Klopfsensoren (K2 mit Ki) kein Klopfgeräusch detektiert haben, jeweils mit ihrer Zielfüllung an Luftmasse beaufschlagt werden.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlasskanäle (EK1 mit EKi) der Zylinder (CY1 mit CYn), in denen die Impulslader-Aktoren (ILA1 mit ILAn) angeordnet sind, am Verteilerende des Saugrohrs (SR) des Ottomotors (CE) sitzen.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr (SR) eine Drosselklappe (DK) aufweist, die zur Beeinflussung seines Gesamtluftmassenstroms (LM) zusätzlich in eine geänderte Stellung bringbar ist, wenn mit Hilfe der ein oder mehreren Klopfsensoren (K1 mit Ki) beim jeweiligen Verbrennungsvorgang des jeweiligen Zylinders (CY1) ein Klopfgeräusch festgestellt worden ist.
- Steuergerät (CU) zur zylinderindividuellen Klopfregelung eines Ottomotors (CE), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 mit 5, mit einer Auswerteeinheit (AE) zur Auswertung der Messsignale (M1 mit Mn) ein oder mehrerer Klopfsensoren (K1 mit Ki), die an einem oder mehreren Zylindern (CY1 mit CYn) des Ottomotors (CE) angebracht sind, dahingehend, ob ein Klopfgeräusch aufgetreten ist und wenn dies der Fall ist, dass dieses detektierte Klopfgeräusch dem Zylinder mit aktuellen Verbrennungsvorgang zugeordnet wird, und mit einer Kontrolleinheit (CO), mit der derjenige Impulslader-Aktor (ILA1 mit ILAn), der dem Zylinder (CY1) mit detektiertem Klopfgeräusch zugeordnet ist, derart gesteuert wird, dass diesem Zylinder (CY1) beim nächsten Verbrennungsvorgang eine geringere Luftmasse als im aktuellen Verbrennungszyklus mit aufgetretenem Klopfgeräusch zugeführt ist.
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