DE102006038281B4 - Verfahren zur Bestimmung der Kurbelwellenlage einer umlaufenden Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Kurbelwellenlage einer umlaufenden Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors Download PDF

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Abstract

Verfahren zur absoluten Kurbelwellenwinkelbestimmung einer umlaufenden Kurbelwelle (5) eines Verbrennungsmotors (1) in einem handgeführten Arbeitsgerät, wobei der Verbrennungsmotor (1) einen Zylinder (2) mit einem Brennraum (8) aufweist, der von einem die Kurbelwelle (5) antreibenden Kolben (3) begrenzt ist, mit einem Kurbelgehäuse (4), das über zumindest einen Überströmkanal (7) mit dem Brennraum (8) verbunden ist und dessen Überströmfenster (9) in den Brennraum (8) vom Kolben (3) gesteuert ist und mit einer Zündsteuerung (31), die zu einem angepaßten Kurbelwellenwinkel einen Zündfunken an einer dem Brennraum zugeordneten Zündkerze (13) auslöst, sowie mit einer von der Kurbelwelle (5) angetriebenen Energieversorgungseinheit (31) zur Bereitstellung der elektrischen Energie für die Zündung, wobei als Energieversorgungseinheit ein Signalgenerator (30) vorgesehen ist, wobei der Signalgenerator (30) über eine Kurbelwellenumdrehung ein schwankendes Spannungssignal (36) generiert, wobei ein Betriebsdrucksignal des Verbrennungsmotors (1) von einem Drucksensor (40) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des absoluten Kurbelwellenwinkels das Ausgangssignal (41) des Drucksensors (40) und das Ausgangssignal (36) des Signalgenerators (30) miteinander verknüpft werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur absoluten Kurbelwellenwinkelbestimmung einer umlaufenden Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors in einem handgeführten Arbeitsgerät, insbesondere in einem tragbaren handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, einem Trennschleifer, einem Freischneidegerät, einem Blasgerät oder dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Zündeinrichtung eines Verbrennungsmotors in handgeführten tragbaren Arbeitsgeräten weist meist eine Induktionsspule auf, die nahe eines mit der Kurbelwelle umlaufenden Magneten angeordnet ist. Mit jedem Umlauf wird in der Induktionsspule eine Spannung induziert. Dieses Spannungssignal ist in etwa sinusförmig und weist idealisiert drei Nulldurchgänge auf. Das Spannungssignal dient der elektrischen Versorgung der Zündeinrichtung und stellt die elektrische Energie zur Verfügung, die zum Auslösen eines Zündfunkens an einer Zündkerze notwendig ist.
  • Um die Drehwinkellage der Kurbelwelle feststellen zu können, muß der genaue Einbauort der Induktionsspule sowie die Drehlage des umlaufenden Magneten relativ zur Kurbelwelle bekannt sein. Wird z. B. das Lüfterrad, welches den Magneten trägt, mit einem Drehwinkelversatz auf der Kurbelwelle montiert, wird das Generatorsignal einen entsprechenden Winkelversatz zeigen, was zu Fehlern im Zündzeitpunkt führen kann. Durch manuelles Verlagern der Induktionsspule kann dieser Fehler zwar minimiert werden; hierzu sind jedoch entsprechende Einstellarbeiten notwendig, was aufwendig ist. Zudem können auftretende Fehler nicht beliebig durch Lageveränderung der Induktionsspule ausgeglichen werden, da der Induktionsspule nur ein begrenzter Raum am Umfang des Lüfterrades zur Verfügung steht.
  • Aus der US 6,598,469 B2 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Beschleunigungszustandes eines Viertaktmotors bekannt. Hierzu werden ein Pulssignal zur Erfassung der absoluten Position der Kurbelwelle und ein sinusförmiges Drehzahlsignal zur Erfassung des relativen Kurbelwellenwinkels kombiniert, um Zeitpunkte für Druckwertmessungen zu definieren. Die gemessenen Druckwerte werden verglichen und der Beschleunigungszustand bestimmt.
  • Aus der US 5,284,118 A ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die Winkelposition sowie die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle durch einen Winkelsensor bestimmt wird.
  • Aus der US 5,586,524 A ist ein Verfahren bekannt, bei welchem der absolute Drehwinkel der Kurbelwelle durch einen Winkelsensor gemessen wird.
  • Aus der US 4,461,260 A ist eine Einspritzsteuerung bekannt. Um den Kurbelwellenwinkel zu bestimmen, wird ein Sensor eingesetzt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur absoluten Kurbelwellenwinkelbestimmung einer umlaufenden Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors anzugeben, welches einfach und sicher ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Um das Spannungssignal des als Energieversorgungseinheit vorgesehenen Generators mit der Drehlage der Kurbelwelle zu synchronisieren, wird ein Betriebsdrucksignal des Verbrennungsmotors von einem Drucksensor erfaßt. Zur Bestimmung des absoluten Kurbelwellenwinkels werden das Ausgangssignal des Drucksensors und das Ausgangssignal des Signalgenerators derart miteinander verknüpft, daß das Generatorsignal synchronisiert ist.
  • Als Betriebsdrucksignal wird vorteilhaft der Kurbelgehäusedruck im Kurbelgehäuse gewählt; auch andere Betriebdrucksignale können zweckmäßig genutzt werden, wie z.B. der Druck im Ansaugkanal.
  • Bevorzugt wird ein signifikantes Merkmal des Drucksensorsignals einer bekannten Drehwinkellage der Kurbelwelle zugeordnet, um im Zeitpunkt des Auftretens des signifikanten Merkmals im Drucksensorsignal diesen bekannten Kurbelwellenwinkel dem Generatorsignal als absoluten Kurbelwellenwinkel zuzuordnen.
  • Das Spannungssignal des Signalgenerators ist so ausgelegt, daß es aufeinanderfolgende Nulldurchgänge aufweist. Nach erfolgter Zuordnung des absoluten Kurbelwellenwinkels zum Generatorsignal wird der folgende und alle weiteren Nulldurchgänge des Generatorsignals mit der tatsächlichen mechanischen Kurbelwellenwinkellage synchronisiert.
  • Das Drucksignal im Kurbelgehäuse ist ein jedem Verbrennungsmotor eigenes Signal, welches im wesentlichen unabhängig von Konstruktionstoleranzen oder Montagetoleranzen ist. Bei aufwärtsfahrendem Kolben ergibt sich ein Unterdruck im Kurbelgehäuse, der zum Ansaugen eines Kraftstoff/Luft-Gemisches genutzt wird; bei abwärtsfahrendem Kolben wird das angesaugte Kraftstoff/Luft-Gemisch im Kurbelgehäuse verdichtet; der Druck steigt an. Dieser Druckanstieg erfolgt so lange, bis der Kolben die Überströmfenster in den Brennraum öffnet. In diesem Zeitpunkt strömt das verdichtete Gemisch aus dem Kurbelgehäuse über die Überströmkanäle und die Überströmfenster in den Brennraum mit der Folge, daß der Druck im Kurbelgehäuse wieder abfällt. Der Druckverlauf im Kurbelgehäuse hat nicht nur ein ausgeprägtes Maximum; im Zeitpunkt des Öffnens des Überströmfensters ist ein signifikanter Druckabfall in der Kurve feststellbar. Das Öffnen des Überströmfensters ist eine konstruktiv vorgesehene Steuerzeit, die unabhängig von der Lage einer Induktionsspule oder des zugeordneten Magneten ist. Der einem Verbrennungsmotor typische Druckverlauf wird einmal erfaßt, abgespeichert und in einem Speicher für eine Auswerteeinrichtung hinterlegt.
  • Wird daher der Druckverlauf im Kurbelgehäuse erfaßt und ausgewertet, kann ein einem Kurbelwellenwinkel zugeordnetes signifikantes Merkmal der Druckkurve leicht erkannt werden, um dann - tritt dieses signifikante Merkmal auf - dem Generatorsignal die bekannte Drehwinkellage der Kurbelwelle als Festwert zuzuordnen. Das Generatorsignal ist mit der Kurbelwellenwinkellage synchronisiert, unabhängig davon, welchen örtlichen Lageversatz die Induktionsspule oder der Magnet relativ zur Drehlage der Kurbelwelle aufweist.
  • In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist der Signalgenerator derart ausgebildet, daß er über eine Kurbelwellenumdrehung ein kontinuierliches Wechselsignal erzeugt. Nach der Synchronisation des Wechselsignals ist der absolute Kurbelwellenwinkel zu jedem Zeitpunkt einer Kurbelwellenumdrehung anhand nur der Nulldurchgänge des Generatorsignals feststellbar. Hierzu ist der Signalgenerator derart aufgebaut, daß die Periodendauer T des Generatorsignals dem n-ten Teil einer Kurbelwellenumdrehung entspricht, wobei n eine vorzugsweise ganze Zahl größer 2 ist. Bevorzugt ist die Zahl n maximal 12, vorteilhaft zwischen 4 und 8 , insbesondere zwischen 5 und 7 gewählt. Im Ausführungsbeispiel ist n gleich 6 gesetzt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
    • 1 in schematischer Darstellung einen Verbrennungsmotor mit einer Zündsteuerung und einer Auswerteeinrichtung,
    • 2 den Verlauf des Kurbelgehäusedrucks über den Kurbelwellenwinkel,
    • 3 eine Signalfolge des Signalgenerators über eine Kurbelwellenumdrehung,
    • 4 eine schematische Darstellung der Lage des Spannungssignals relativ zur Kurbelwellenumdrehung.
  • Der in 1 dargestellte Verbrennungsmotor 1 ist bevorzugt ein einzylindriger Motor, insbesondere ein einzylindriger Zweitaktmotor. Der beispielhaft dargestellte Verbrennungsmotor 1 hat einen Hubraum von zweckmäßig mehr als 20 cm3 und weniger als 250 cm3, insbesondere weniger als 150 cm3. Der Verbrennungsmotor 1 kann als Zweitaktmotor mit Spülvorlage zur Verbesserung der Abgasqualität ausgebildet sein.
  • Der Verbrennungsmotor 1 weist einen Zylinder 2 mit einem darin auf- und abgehenden Kolben 3 auf, der eine im Kurbelgehäuse 4 gelagerte Kurbelwelle 5 drehend antreibt. Hierzu ist die Kurbelwelle 5 über eine Pleuelstange 6 mit dem Kolben 3 verbunden.
  • Der Kolben 3 steuert im Ausführungsbeispiel einen Gemischeinlaß 10, der bei im Kurbelgehäuse 4 anstehendem Unterdruck über einen Ansaugkanal 11 und einen Luftfilter 17 Verbrennungsluft ansaugt, welcher bei Durchtritt durch den Vergaser 12 Kraftstoff zugemischt wird. Über den vom Kolben 3 gesteuerten Gemischeinlaß 10 wird so ein Kraftstoff/Luft-Gemisch in das Kurbelgehäuse 4 angesaugt und bei abwärtsfahrendem Kolben 3 verdichtet und über im Zylinder 2 ausgebildete Überströmkanäle 7 in den Brennraum 8 gefördert. Die Überströmkanäle münden mit Überströmfenstern 9 in den Brennraum 8, wobei die Überströmfenster 9 vom Kolben 3 gesteuert sind. Fährt der Kolben abwärts, wird - solange die Überströmfenster 9 geschlossen sind - der Druck im Kurbelgehäuse 4 ansteigen bis der Kolben 3 ein Überströmfenster 9 freigibt, wodurch das angesaugte Kraftstoff/Luft-Gemisch über den Überströmkanal 7 und das Überströmfenster 9 in den Brennraum 8 übertritt. Gleichzeitig fällt der Druck im Kurbelgehäuse 4 ab.
  • Das vom aufwärtsfahrenden Kolben 3 im Brennraum 8 komprimierte Kraftstoff/Luft-Gemisch wird durch einen Zündfunken an einer Zündkerze 13 gezündet, wodurch der Kolben 3 abwärts getrieben wird und die Kurbelwelle 5 über die Pleuelstange 6 antreibt. Bei der Verbrennung entstehende Abgase werden über einen vorzugsweise kolbengesteuerten Abgasauslaß 18 abgeführt.
  • Der Vergaser 12 ist im Ausführungsbeispiel ein Membranvergaser, dessen membrangesteuerter Regelkammer 20 über eine Kraftstoffleitung 23 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 24 zugeführt ist. Aus der membrangesteuerten Regelkammer 20 tritt der Kraftstoff über eine Hauptdüse 21 bzw. eine Leerlaufdüse 22 in den Ansaugkanal des Vergasers 12 über.
  • Mit der Kurbelwelle 5 ist ein strichliert angedeutetes Rad 14 verbunden, welches ein Schwungrad, ein Lüfterrad oder dgl. rotierendes Bauteil sein kann. Im Rad 14 ist ein Magnet 19 angeordnet, der in einer am Umfang des Rades 14 angeordneten, gehäusefesten Induktionsspule 15 eine Spannung induziert. Der Magnet 19 bildet zusammen mit der Induktionsspule 15 einen Signalgenerator 30, der als Energieversorgungseinheit ausgebildet ist und die elektrische Energie für die Zündung bereitstellt. Das Ausgangssignal der Induktionsspule 15 wird über eine elektrische Signalleitung 16 einer Zündsteuerung 31 zugeführt, die Teil einer Zentraleinheit 33 ist. Der Signalgenerator 30 aus dem umlaufenden Magnet 19 und der Induktionsspule 15 stellt nicht nur die Zündenergie für den Zündfunken an der Zündkerze 13 zur Verfügung, sondern auch die notwendige elektrische Energie für die Zündsteuerung 31 selbst wie auch für die Zentraleinheit 33.
  • Über einen Kurzschlußschalter 25 kann die Signalleitung 16 auf Masse gelegt werden, so daß keine elektrische Energie zur Verfügung steht. Die Zentraleinheit 33 ist ohne Spannung; der Motor bleibt stehen.
  • Die Zentraleinheit 33 umfaßt ferner eine gemeinsame Auswerteeinheit 32, der neben dem Ausgangssignal des Signalgenerators 30 auch das Ausgangssignal eines Drucksensors 40 zugeführt sein kann, der ein Betriebsdrucksignal des Verbrennungsmotors erfaßt. Dieses Betriebsdrucksignal kann der Ansaugunterdruck, der Kurbelgehäusedruck oder ein entsprechender schwankender Betriebsdruck sein. Im Ausführungsbeispiel wird der Druck im Kurbelgehäuse 4 erfaßt und in ein entsprechendes elektrisches Signal umsetzt.
  • Wird ein Drucksensor 40 verwendet, der im Gehäuse des Drucksensors eine Elektronik zur Vorkonditionierung des Sensorausgangssignal hat, kann eine Aufbereitung des Sensorsignals in der gemeinsamen Auswerteeinheit 32 entfallen; das vorkonditionierte Sensorsignal kann dann unmittelbar weiterverarbeitet werden, z.B. in der Zentraleinheit 33.
  • Unter Vorkonditionieren wird eine Signalaufbereitung verstanden, die eine Weiterverarbeitung des Sensorsignals erleichtert. So kann eine Temperaturkompensation erfolgen und/oder eine Normierung des Ausgangssignals auf z.B. 0 bis 5 Volt. Auch ist eine weitergehende Konditionierung möglich, nach der ein Drucksensorsignal nur dann abgegeben wird, wenn das eine bestimmte mechanische Kurbelwellenwinkellage anzeigende charakteristische Drucksignal erfaßt wird.
  • Die Zentraleinheit 33 umfaßt einen Mikroprozessor 34, der sowohl Arbeiten der Auswerteeinrichtung 32 ausführt als auch Berechnungen für die Zündsteuerung 31 zur Festlegung eines angepaßten Zündzeitpunktes in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors 1. Als Arbeitsspeicher ist der Speicher 35 vorgesehen, wobei der Speicher 35 sowohl als Arbeitsspeicher des Mikroprozessors 34 als auch als Betriebsdatenspeicher verwendet werden kann. Ebenso ist die Aufteilung des Speichers 35 in einen Arbeitsspeicher und einen Betriebsdatenspeicher möglich.
  • Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 wird fortlaufend der Druck im Kurbelgehäuse 4 über den Drucksensor 40 erfaßt und als elektrisches Signal der Zentraleinheit 33 zugeführt. Der Druck im Kurbelgehäuse ist in 2 vereinfacht über den Kurbelwellenwinkel wiedergegeben. Daraus ist ersichtlich, daß der Kurbelgehäusedruck zwischen einem Wert von 0,8 bar und einem Spitzenwert von ungefähr 1,5 bar schwankt. Dabei steigt der Kurbelgehäusedruck über eine Kurbelwellenumdrehung einmal bis auf ein Druckmaximum Pmax an.
  • Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist ein Signalgenerator 30 aus einer Induktionsspule 15 und einem umlaufenden Magneten 19 gezeigt; ein derartiger Signalgenerator würde eine etwa sinusförmige Halbwelle pro Umdrehung erzeugen. Eine derartige Halbwelle 36 ist in 3 schematisch strichliert dargestellt. Das Generatorsignal 36 hat eine Periodendauer T, die einem Teilwinkel einer Kurbelwellenumdrehung entspricht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Generatorsignal 36 drei Nullstellen N3, N4 und N5.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Signalgenerator 30 derart ausgestaltet (strichliert dargestellt), daß er über eine Kurbelwellenumdrehung von 360° ein kontinuierliches Wechselsignal 37 abgibt. Dabei ist das Generatorsignal 37 derart ausgelegt, daß seine Periodendauer T dem n-ten Teil einer Kurbelwellenumdrehung entspricht, wobei n eine vorzugsweise ganze Zahl ist. Die Zahl n ist größer 2 und maximal 12; vorteilhaft liegt die Zahl n zwischen 4 und 8, insbesondere zwischen 5 und 7. Im Ausführungsbeispiel ist die Zahl n gleich 6 gesetzt. Es ergeben sich dadurch drei Intervalle I bis VI (3, 4), wobei jedem Intervall drei Nulldurchgänge N1, N2, N3, ... N12 zugeordnet sind. Der Drehwinkelabstand 11, 12 bis 112 der Nullstellen N1, N2, ... bis N12 entspricht bei dieser Teilung genau 30° Kurbelwellenwinkel. Dies ist in 4 anhand eines Kreisdiagramms wiedergegeben. Die Zuordnung ist dabei so gewählt, daß die Nullstelle N1 dem oberen Totpunkt (TDC) entspricht und die Nullstelle N7 dem unteren Totpunkt (BDC) .
  • Mit einem derartigen Generatorsignal 37 ist die Drehwinkellage der Kurbelwelle in 30°-Schritten zuzuordnen, sobald ein erster tatsächlicher Istwert der Kurbelwellenlage zugeordnet werden kann.
  • Hierzu wird der Auswerteeinheit 32 das Generatorsignal 37 über die Signalleitung 16 ebenso zugeführt, wie das Drucksensorsignal 41 des Drucksensors 40. Das Drucksensorsignal 41 wird auf ein signifikantes Merkmal 42 überwacht, wobei das signifikante Merkmal des Drucksensorsignals 41 einer bekannten Drehwinkellage der Kurbelwelle 5 zugeordnet ist. Ein derartiges signifikantes Merkmal 42 kann der Druckabfall des Kurbelgehäusedruckes im Zeitpunkt des Öffnens des Überströmfensters 9 sein. In 2 ist dieses signifikante Merkmal 42 in der Kurbelwellenwinkellage ÜO (Überströmfenster offen) dargestellt. Tritt das signifikante Merkmal 42 auf, liest die Auswerteeinrichtung 32 den zugeordneten Wert der Kurbelwellenwinkellage im Ausführungsbeispiel etwa 217° aus dem im Speicher 35 gespeicherten Druckverlauf des Kurbelgehäusedruckes aus und ordnet diesen Drehwinkel im Zeitpunkt des Auftretens dem Generatorsignal 37 als absoluten Kurbelwellenwinkel zu. Mittels der Auswerteeinrichtung 32 kann nun dem nächsten Nulldurchgang N9 der Intervallwinkelwert 240°KW zugeordnet werden. Damit ist das Generatorsignal 37 auf die tatsächliche Drehlage der Kurbelwelle 5 synchronisiert; es bedarf keiner weiteren Signale zur Steuerung des Motors. Allein das Generatorsignal 37 ist nun ausreichend um - in 30°-Schritten - die Istlage der Kurbelwelle lagerichtig wiederzugeben. Das Generatorsignal 37 ist lagerichtig eingerastet. Der Kurbelwellenwinkel zwischen zwei Nulldurchgängen kann ausreichend genau durch iterative Verfahren abhängig von der tatsächlichen Drehzahl berechnet werden.

Claims (12)

  1. Verfahren zur absoluten Kurbelwellenwinkelbestimmung einer umlaufenden Kurbelwelle (5) eines Verbrennungsmotors (1) in einem handgeführten Arbeitsgerät, wobei der Verbrennungsmotor (1) einen Zylinder (2) mit einem Brennraum (8) aufweist, der von einem die Kurbelwelle (5) antreibenden Kolben (3) begrenzt ist, mit einem Kurbelgehäuse (4), das über zumindest einen Überströmkanal (7) mit dem Brennraum (8) verbunden ist und dessen Überströmfenster (9) in den Brennraum (8) vom Kolben (3) gesteuert ist und mit einer Zündsteuerung (31), die zu einem angepaßten Kurbelwellenwinkel einen Zündfunken an einer dem Brennraum zugeordneten Zündkerze (13) auslöst, sowie mit einer von der Kurbelwelle (5) angetriebenen Energieversorgungseinheit (31) zur Bereitstellung der elektrischen Energie für die Zündung, wobei als Energieversorgungseinheit ein Signalgenerator (30) vorgesehen ist, wobei der Signalgenerator (30) über eine Kurbelwellenumdrehung ein schwankendes Spannungssignal (36) generiert, wobei ein Betriebsdrucksignal des Verbrennungsmotors (1) von einem Drucksensor (40) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des absoluten Kurbelwellenwinkels das Ausgangssignal (41) des Drucksensors (40) und das Ausgangssignal (36) des Signalgenerators (30) miteinander verknüpft werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsdrucksignal des Verbrennungsmotors (1) der Kurbelgehäusedruck (P) im Kurbelgehäuse (4) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein signifikantes Merkmal (42) des Drucksensorsignals (41) einer bekannten Drehwinkellage (ÜO) der Kurbelwelle (5) zugeordnet ist und im Zeitpunkt des Auftretens des signifikanten Merkmals (42) im Drucksensorsignal (41) dieser Kurbelwellenwinkel (ÜO) der bekannten Drehwinkellage dem Generatorsignal (36) als absoluter Kurbelwellenwinkel zugeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungssignal (36) des Signalgenerators (30) aufeinanderfolgende Nulldurchgänge (Ni) aufweist und nach der Zuordnung des absoluten Kurbelwellenwinkels zum Generatorsignal (36) der folgende Nulldurchgang (Ni) des Generatorsignals mit der Kurbelwellenwinkellage synchronisiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Signalgenerator (30) über eine Kurbelwellenumdrehung erzeugte Wechselsignal (37) ein kontinuierliches Signal ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Synchronisation der absolute Kurbelwellenwinkel der Kurbelwelle (5) zu jedem Zeitpunkt einer Kurbelwellenumdrehung anhand nur der Nulldurchgänge (N1, N2, ... N12) des Generatorsignals (37) feststellbar ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das signifikante Merkmal des Drucksensorsignals (41) das Druckmaximum der Druckkurve des Kurbelgehäusedrucks ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das signifikante Merkmal (42) des Drucksensorsignals (41) der Druckabfall des Kurbelgehäusedrucks im Zeitpunkt des Öffnens (ÜO) des Überströmfensters (9) ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodendauer (T) des Generatorsignals (37) dem n-ten Teil einer Kurbelwellenumdrehung entspricht, wobei (n) eine ganze Zahl größer 3 ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl n maximal 12 ist, vorzugsweise zwischen 4 und 8 liegt, insbesondere zwischen 5 und 7.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein einzylindriger Verbrennungsmotor (1) ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (1) einen Hubraum zwischen 20 cm3 und 250 cm3 hat, insbesondere kleiner als 150 cm3 ist.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7536983B2 (en) * 2006-01-19 2009-05-26 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine
DE102008064915B3 (de) * 2007-04-30 2021-09-30 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors
DE102011120462A1 (de) * 2011-12-07 2013-06-13 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Zündschaltung
US20160153443A1 (en) * 2013-10-30 2016-06-02 Lime Instruments, Llc Sensor assembly for measuring dynamic pressure in reciprocating pumps
US10253707B2 (en) 2014-06-27 2019-04-09 Orbital Australia Pty Ltd Redundancy in UAV engine timing position systems
FR3044713B1 (fr) * 2015-12-08 2017-12-01 Continental Automotive France Procede et dispositif de determination du debit d'air entrant dans le collecteur d'admission d'un moteur a deux temps
DE102016221459A1 (de) * 2016-11-02 2018-05-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Drehwinkelposition einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
GB2563919B (en) 2017-06-29 2021-12-15 Perkins Engines Co Ltd Engine monitoring method
GB2563913B (en) * 2017-06-29 2020-03-25 Perkins Engines Co Ltd Engine monitoring apparatus
GB2563914B (en) * 2017-06-29 2021-12-08 Perkins Engines Co Ltd Engine monitoring
GB2563916B (en) * 2017-06-29 2021-12-15 Perkins Engines Co Ltd Engine monitoring apparatus
GB2563918B (en) 2017-06-29 2021-12-15 Perkins Engines Co Ltd Engine monitoring apparatus
JP6810176B2 (ja) * 2019-02-08 2021-01-06 本田技研工業株式会社 内燃機関の異常判定装置
JP6810175B2 (ja) * 2019-02-08 2021-01-06 本田技研工業株式会社 内燃機関の異常判定装置
CN114674278B (zh) * 2022-04-20 2024-02-09 无锡康茨压缩机配件与系统有限公司 一种具有阈值屏蔽功能的活塞杆沉降监测系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4461260A (en) * 1982-07-01 1984-07-24 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection system for two-cycle internal combustion engines
US5284118A (en) * 1991-12-12 1994-02-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Fuel injection control system for internal combustion engine
US5586524A (en) * 1993-09-01 1996-12-24 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection control system for internal combustion engine
US6598469B2 (en) * 2001-02-15 2003-07-29 Kokusan Denki Co., Ltd. Method and apparatus for detecting operating state of internal combustion engines

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55134777U (de) * 1979-03-19 1980-09-25
JP3352833B2 (ja) * 1994-03-10 2002-12-03 三信工業株式会社 エンジンの運転制御装置
JP3939777B2 (ja) * 1996-01-12 2007-07-04 ヤマハ発動機株式会社 電子制御燃料噴射装置の学習制御方法および装置
JP2001207902A (ja) * 2000-01-26 2001-08-03 Denso Corp エンジン行程判別装置
US6560526B1 (en) * 2000-03-03 2003-05-06 General Motors Corporation Onboard misfire, partial-burn detection and spark-retard control using cylinder pressure sensing
JP2002256956A (ja) * 2001-02-26 2002-09-11 Denso Corp 内燃機関用制御装置
JP4061951B2 (ja) * 2001-05-16 2008-03-19 国産電機株式会社 4サイクル内燃機関の行程判定方法及び装置
ITMI20012670A1 (it) * 2001-12-18 2003-06-18 Ducati Energia Spa Metodo e apparecchiatura elettronica per invertire la rotazione di unmotore a combustione interna con ciclo a due tempi
DE10220555B4 (de) * 2002-05-08 2013-06-27 Andreas Stihl Ag & Co. Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors und Zweitaktmotor
JP2004132281A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Oppama Kogyo Kk 内燃機関の燃料噴射装置
JP4174662B2 (ja) * 2003-01-07 2008-11-05 国産電機株式会社 内燃機関用回転方向反転制御方法及び装置
US6804997B1 (en) * 2003-08-14 2004-10-19 Kyle Earl Edward Schwulst Engine timing control with intake air pressure sensor
DE10344773B3 (de) * 2003-09-26 2005-05-25 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
JP2005201212A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Kokusan Denki Co Ltd スノーモビルの暴走防止制御装置
JP4033138B2 (ja) * 2004-02-04 2008-01-16 株式会社デンソー 燃焼圧信号処理装置
US7111613B1 (en) * 2005-05-31 2006-09-26 Caterpillar Inc. Fuel injector control system and method
US7552714B2 (en) * 2006-08-16 2009-06-30 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Ignition device for an internal combustion engine and method for its operation
JP5416893B2 (ja) * 2006-08-16 2014-02-12 アンドレアス シュティール アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト 内燃エンジンを備えた作業機の作動パラメータを検知する方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4461260A (en) * 1982-07-01 1984-07-24 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection system for two-cycle internal combustion engines
US5284118A (en) * 1991-12-12 1994-02-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Fuel injection control system for internal combustion engine
US5586524A (en) * 1993-09-01 1996-12-24 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection control system for internal combustion engine
US6598469B2 (en) * 2001-02-15 2003-07-29 Kokusan Denki Co., Ltd. Method and apparatus for detecting operating state of internal combustion engines

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Publication number Publication date
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