DE102006043064A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche unabhängig von der Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine eine sichere Erkennung von Verbrennungsaussetzern über den gesamten Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine ermöglichen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welches von der Erkenntnis ausgeht, dass ein Verbrennungsaussetzer zu einer signifikanten Änderung des Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Verbrennungsaussetzer führt. Erfindungsgemäß ist es dazu vorgesehen, einen tatsächlichen und einen geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes zu berechnen und durch einen Vergleich des tatsächlichen und des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes auf Verbrennungsaussetzer der Verbrennungskraftmaschine zu schließen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine mit den in den Patentansprüchen genannten Merkmalen.
  • Die Überwachung abgasrelevanter Teilsysteme von Verbrennungskraftmaschinen im Betrieb ist Gegenstand bestehender Konzepte und gewinnt zunehmend an Bedeutung. Richtungsweisend sind dabei die Vorschriften zur On-Board-Diagnose II, welche von der kalifornischen Umweltbehörde herausgegeben werden. Ein wesentlicher Gesichtspunkt der On-Board-Diagnose ist die Sicherstellung einer Überwachung der Katalysatorwirkung über die Lebensdauer der zu Grunde liegenden Verbrennungskraftmaschine. In diesem Zusammenhang ist die Erkennung von Verbrennungsaussetzern der Verbrennungskraftmaschine von großer Bedeutung. Als Verbrennungsaussetzer werden Ereignisse bezeichnet, bei denen eine Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ausbleibt. Die Ursachen für Verbrennungsaussetzer sind vielfältig und reichen von fehlerhaften Zündanlagen bis zur ungünstigen Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Das Auftreten von Mehrfach- oder Dauerverbrennungsaussetzern kann den Katalysator durch die Nachverbrennung von unverbranntem Kraftstoff-Luft-Gemisch überhitzen und damit dauerhaft schädigen. Außerdem können bereits einzelne Verbrennungsaussetzer zu einer unerwünschten Erhöhung des Schadstoffausstoßes der Verbrennungskraftmaschine führen.
  • In der Praxis erfolgt die Erkennung von Verbrennungsaussetzern beispielsweise über eine Bestimmung von Drehzahlschwankungen. Dabei liegt die Idee zu Grunde, dass ein Verbrennungsaussetzer zu geringen, aber messbaren Drehzahlschwankungen führt. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE 41 38 765 C2 beschrieben, wobei auf Grundlage der gemessenen Drehzahlschwankungen ein Laufunruhewert bestimmt wird, der mit einem Schwellwert verglichen wird. Überschreitet der Laufunruhewert den Schwellwert, wird dies als Verbrennungsaussetzer gewertet.
  • Nachteilig an diesem Verfahren ist es, dass eine sichere Erkennung von Verbrennungsaussetzern nur in einem beschränkten Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine möglich ist. Insbesondere gestaltet sich eine Erkennung von Verbrennungsaussetzern im Bereich hoher Drehzahl und niedriger Last der Verbrennungskraftmaschine schwierig, da die zu erwartenden Drehzahlschwankungen insbesondere bei einer großen Anzahl von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine bei einer rein signalbasierten Erkennung von Verbrennungsaussetzern nicht signifikant sind. Auch die Erkennung von Verbrennungsaussetzern bei fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschinen ist sehr unsicher, wenn diese mit späten Zündwinkeln betrieben werden. Mit anderen Worten ist das Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern gemäß dem Stand der Technik durch verschiedene Einflussfaktoren in seiner Anwendung eingeschränkt.
  • Weiterhin ist es aus der DE 199 31 985 C2 vorbekannt, das indizierte Drehmoment einer Verbrennungskraftmaschine auf Grundlage einer hochaufgelösten Messung der Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine und einem physikalischen Berechnungsmodell zu bestimmen. Ausgehend von der vereinfachten Annahme, dass die Kurbelwelle hinreichend steif und entkoppelt vom Antriebsstrang ist, ergibt sich eine Leistungsbilanz an der Kurbelwelle mit dem Massenträgheitsmoment der rotierenden Massen, der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, der Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle, einem Gleichanteil des Gasdrehmomentes, einem Wechselanteil des Gasdrehmomentes, dem Reibungsdrehmoment und dem Nutzdrehmoment. In einem stationären Betriebspunkt kann angenommen werden, dass der Gleichanteil des Gasdrehmomentes im Gleichgewicht mit der Summe aus dem Reibungsdrehmoment und dem Nutzdrehmoment steht. Infolgedessen ergibt sich vereinfacht eine Leistungsbilanz an der Kurbelwelle mit dem Massenträgheitsmoment der rotierenden Massen, der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, der Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle und dem Wechselanteil des Gasdrehmomentes. Um den Wechselanteil des Gasdrehmomentes zu berechnen, müssen folglich lediglich das Massenträgheitsmoment der rotierenden Massen, die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle und die Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle bestimmt werden. Das Massenträgheitsmoment der rotierenden Massen ist ausschließlich von konstruktiven Motordaten abhängig und die Winkelgeschwindigkeit sowie die Winkelbe schleunigung der Kurbelwelle können durch eine hochaufgelöste Messung der Drehzahl der Kurbelwelle mit anschließender Differenziation berechnet werden.
  • Aufgabe
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche unabhängig von der Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine eine sichere Erkennung von Verbrennungsaussetzern über den gesamten Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine ermöglichen.
  • Lösung
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welches von der Erkenntnis ausgeht, dass ein Verbrennungsaussetzer zu einer signifikanten Änderung des Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Verbrennungsaussetzer führt. Erfindungsgemäß ist es dazu vorgesehen, einen tatsächlichen und einen geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes zu berechnen und durch einen Vergleich des tatsächlichen und des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes auf Verbrennungsaussetzer der Verbrennungskraftmaschine zu schließen. Insbesondere ist es nach dem Vergleich vorgesehen, die Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes einem Schwellwert gegenüberzustellen, bei dessen Überschreitung ein Verbrennungsaussetzer der Verbrennungskraftmaschine vorliegt.
  • Die Berechnung des tatsächlichen Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes erfolgt dabei gemäß dem Stand der Technik auf Grundlage einer hochaufgelösten Messung der Drehzahl der Kurbelwelle und einem physikalischen Berechnungsmodell. Die Berechnung des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes erfolgt erfindungsgemäß mittels eines Signalmodells auf Grundlage einer Berechnungsvorschrift und einer hochaufgelösten Messung der Drehzahl der Kurbelwelle. Dem Signalmodell liegt bevorzugt eine Fourierreihenentwickung zu Grunde, welche als Filter mit endlicher Impulsantwort dargestellt ist und einem Adaptionsalgorithmus für die Koeffizienten dieses Filters.
  • Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Signalmodell zur Berechnung des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes nach dem Vergleich zu korrigieren. Insbesondere ist es vorgesehen, das Signalmodell durch die Berechnung der Koeffizienten dieses Filters aus der Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes zu korrigieren. Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Korrektur des Signalmodells für das betreffende Zylindersegment, in dem ein Verbrennungsaussetzer erkannt wurde, auszusetzen. Ein Zylindersegment beschreibt in diesem Zusammenhang den Kurbelwinkelbereich, der durch das Verhältnis einer Vollperiode der Verbrennungskraftmaschine zu der Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine beschrieben ist, wobei eine Vollperiode einer als Viertakt-Hubkolbenmotor ausgeführten Verbrennungskraftmaschine 720 Grad Kurbelwinkel umfasst.
  • Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß vorgesehen, den auf Grundlage einer hochaufgelösten Messung der Drehzahl der Kurbelwelle und einem physikalischen Berechnungsmodell berechneten tatsächlichen Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes auf die typische Verbrennungsfrequenz zu filtern, da die Informationen über Verbrennungsaussetzer allgemein in einem niedrigen Frequenzbereich enthalten sind. Bevorzugt wird dazu ein Filter mit unendlicher Impulsantwort verwendet.
  • Da erfindungsgemäß die Erkennung von Verbrennungsaussetzern nicht rein signalbasiert erfolgt, sondern auf Grundlage eines physikalischen Berechnungsmodells und eines Signalmodells jeweils ein tatsächlicher und ein geschätzter Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes berechnet wird, sind durch einen Vergleich des tatsächlichen und des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes signifikante Änderungen des Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes auswertbar, so dass auch bei hoher Drehzahl und niedriger Last der Verbrennungskraftmaschine und bei einer großen Anzahl von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine eine sichere Erkennung von Verbrennungsaussetzern möglich ist.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, dass dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich serienmäßig vorhandene Sensoren zur Messung der Drehzahl der Kurbelwelle und zur Messung der Phasenlage der Nockenwelle zu Grunde liegen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft mit der serienmäßig zur Verfügung stehenden Hard- und Software eines Steuer- und Regelungssystems einer Verbrennungskraftmaschine realisierbar.
  • Weiterhin ist von einer Reduktion des Aufwandes zur Bedatung gegenüber den Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern gemäß dem Stand der Technik auszugehen.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welche eine Verknüpfung von Mitteln zur Bereitstellung von Informationen über die Drehzahl und/oder Phasenlage der Kurbelwelle, von Mitteln zur Bereitstellung von Informationen über die Drehzahl und/oder Phasenlage der Nockenwelle, von Mitteln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie geeignete Mittel zur Anzeige einer Fehlfunktion der Verbrennungskraftmaschine umfasst. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf Grundlage einer programmierbaren Rechenvorschrift basiert, die mittels eines Gerätes zur Verarbeitung von digitalen Daten ausgeführt wird.
  • Ausführungsbeispiel
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Figuren und anhand eines Ausführungsbeispieles für eine als Viertakt-Hubkolbenmotor ausgeführte Verbrennungskraftmaschine beschrieben.
  • Hierbei zeigen:
  • 1: das Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2: den simulierten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes ohne Verbrennungsaussetzer sowie dessen Frequenzspektrum,
  • 3: den simulierten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes mit Verbrennungsaussetzer sowie dessen Frequenzspektrum.
  • Wie in 1 dargestellt, erfolgt in einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem ersten Schritt eine Messung der Zahnzeit tZahn am Kurbelwellengeberrad und Auswertung des Phasensignals am Nockenwellengeberrad einer Verbrennungskraftmaschine. Die Messung der Zahnzeit tZahn am Kurbelwellengeberrad erfolgt beispielsweise mittels eines induktiven Drehzahlsensors, der die Folge von Zähnen an dem Kurbelwellengeberrad abtastet und mittels einer Auswerteschaltung, welche die Zeit, die zwischen dem Durchlauf mindestens zweier Zahnflanken vergeht, die so genannte Zahnzeit tZahn, bestimmt. Durch die Auswertung des Phasensignals am Nockenwellengeberrad erfolgt weiterhin eine Bestimmung des oberen Totpunktes des ersten Zylinders der Verbrennungskraftmaschine, bei dem eine Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches stattfindet.
  • In einem weiteren Schritt des Verfahrens erfolgt durch eine Differenziation eine Umrechnung der Zahnzeit tZahn in die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle φ .. In einem anschließenden Schritt ist es optional möglich, eine Korrektur der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle φ . durch die Berücksichtigung einer Geometrieabweichung des Kurbelwellengeberrades durchzuführen.
  • Durch eine Differenziation der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle φ . wird in einem weiteren Schritt des Verfahrens die Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle 45 berechnet, wobei darauf folgend eine Berechnung des tatsächlichen Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas durchgeführt wird. Bevorzugt erfolgt diese Berechung mittels der Gleichung:
    Figure 00060001
    wobei das Massenträgheitsmoment der rotierenden Massen Θ und dessen Ableitung nach dem Kurbelwinkel Θ' ausschließlich von konstruktiven Motordaten abhängig ist und experimentell ermittelt und auf geeignete Weise einer Weiterverarbeitung bereitgestellt wird. Nunmehr steht der berechnete tatsächliche Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas einer weiteren Auswertung zur Verfügung.
  • Anschließend erfolgt erfindungsgemäß eine Filterung des berechneten tatsächlichen Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas auf die typische Verbrennungsfrequenz, da die Informationen über Verbrennungsaussetzer allgemein in einem niedrigen Frequenzbereich enthalten sind. So ist in 2 ein simulierter Verlauf des tatsächlichen Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas ohne Verbrennungsaussetzer sowie dessen Frequenzspektrum dargestellt. Auf Grundlage dessen ist ersichtlich, dass sich jeweils ganzzahlige Vielfache des Zündabstandes einer angenommenen Verbrennungskraftmaschine mit vier Zylindern in dem Frequenzspektrum zeigen. Dagegen zeigt 3 den simulierten Verlauf des tatsächlichen Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas mit Verbrennungsaussetzern sowie dessen Frequenzspektrum, wobei deutlich wird, dass die Informationen über Verbrennungsaussetzer allgemein in einem niedrigen Frequenzbereich enthalten sind. Insbesondere ist erkennbar, dass in dem gewählten Beispiel gemäß 3 lediglich ein Zylinder Verbrennungssaussetzer aufweist, da sich jeweils ganzzahlige Vielfache von 720° Kurbelwinkel zeigen und 720° Kurbelwinkel zwischen zwei Zündungen eines Zylinders liegen. Bevorzugt wird zur Filterung des berechneten tatsächlichen Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas ein Filter mit unendlicher Impulsantwort verwendet.
  • Erfindungsgemäß ist nunmehr in einem weiteren Schritt ein Vergleich des tatsächlichen Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas und eines geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00070001
    vorgesehen, um auf Verbrennungsaussetzer der Verbrennungskraftmaschine zu schließen. Wie in 1 dargestellt, werden dazu der tatsächliche Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas und der geschätzte Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00080001
    einer Mischstelle zugeführt.
  • Zur Bestimmung des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00080002
    ist ein Signalmodell vorgesehen, das auf einer Berechnungsvorschrift und einer hochaufgelösten Messung der Drehzahl der Kurbelwelle und dem somit bekannten Kurbelwinkel φ basiert. Dem Signalmodell liegt bevorzugt eine Fourierreihenentwicklung zu Grunde, welche als Filter mit endlicher Impulsantwort dargestellt ist.
  • Insbesondere wird dazu eine Fourierreihe wie folgt entwickelt:
    Figure 00080003
    wobei diese Fourierreihe gemäß der allgemeinen Gleichung: y(k) = h0u(k) + h1u(k – 1) + ...hnu(k – n)als Filter mit endlicher Impulsantwort dargestellt ist, wobei y(k) dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00080004
    entspricht. Die Amplitudenkoeffizienten des Sinus-Anteils A0 bis Am und des Cosinus-Anteils B1 bis Bm entsprechen den zu adaptierenden Filterkoeffizienten h0 bis hn und die betrachteten Frequenzbestandteile u(k) bis u(k – n) entsprechen den Sinus- und Cosinus-Anteilen
    Figure 00080005
    des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00080006
    als Funktion des Kurbelwinkels φ.
  • Die zu adaptierenden Filterkoeffizienten h0 bis hn und die betrachteten Frequenzbestandteile u(k) bis u(k – n) können ebenfalls als Vektoren H (k) = [h0 h1 ... hn] und U(k) = [u(k) u(k – 1) ... u(k – n)] zusammengefasst werden, welche einem Algorithmus zur Adaption der Filterkoeffizienten h0 bis hn gemäß der Gleichung
    Figure 00090001
    unter Beachtung der Bedingung n = 2·m zugeführt werden. Weiterhin stellt μ einen Konvergenzfaktor, ε eine Maschinengenauigkeit zur Verhinderung einer Division durch Null und e die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas und dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00090002
    dar.
  • Der Mischstelle werden der tatsächliche Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentesb M ~Gas und der geschätzte Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas zugeführt und es wird die Abweichung e zwischen diesen beiden Größen ermittelt. Die Abweichung e wird zum einen dem Adaptionsalgorithmus für die Filterkoeffizienten h0 bis hn zugeführt und somit eine kontinuierliche Adaption des Signalmodells zur Schätzung des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00090003
    ermöglicht und zum anderen in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens über ein Zylindersegment ausgewertet und einem Schwellwert JSch gegenübergestellt. Wird der Schwellwert JSch überschritten, liegt ein Verbrennungsaussetzer vor und wird der Schwellwert JSch nicht überschritten, liegt kein Verbrennungsaussetzer vor. Liegt kein Verbrennungsaussetzer vor, erfolgt eine Freigabe der Korrektur des Signalmodells für das betreffende Zylindersegment, in dem der Verbrennungsaussetzer erkannt wurde, durch Berechnung der Filterkoeffizienten h0 bis hn aus der Abweichung e. Liegt ein Verbrennungsaussetzer vor, erfolgt keine Freigabe der Korrektur des Signalmodells für das betreffende Zylindersegment, in dem der Verbrennungsaussetzer erkannt wurde, vielmehr wird in einem weiteren Schritt eine Bestimmung der Anzahl der Verbrennungsaussetzer durchgeführt und bestimmt, welcher Zylinder Verbrennungsaussetzer aufweist.
  • Alle beschriebenen Verfahrensschritte und deren Verknüpfungen mit Sensoren sind bevorzugt auf Grundlage eines Steuer- und Regelsystems, das Hard- und Software umfasst, dargestellt. Insbesondere ist eine Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, welche eine Verknüpfung von Mitteln zur Bereitstellung von Informationen über die Drehzahl und/oder Phasenlage der Kurbelwelle, von Mitteln zur Bereitstellung von Informationen über die Drehzahl und/oder Phasenlage der Nockenwelle, von Mitteln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie geeignete Mittel zur Anzeige einer Fehlfunktion der Verbrennungskraftmaschine umfasst. Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren auf Grundlage einer programmierbaren Rechenvorschrift und mittels eines Gerätes zur Verarbeitung von digitalen Daten ausgeführt.
  • Bezugszeichenliste
    • A0, Aj, Am Amplitudenkoeffizienten des Sinus-Anteils
    • B1, Bj, Bm Amplitudenkoeffizienten des Cosinus-Anteils
    • e Abweichung zwischen dem tatsächlichen Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas und dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
      Figure 00110001
    • ε Maschinengenauigkeit
    • H(k) Vektor mit den zu adaptierenden Filterkoeffizienten h0 bis hn
    • h0, hn zu adaptierende Filterkoeffizienten
    • JSch Schwellwert
    • φ Kurbelwinkel
    • φ . Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle
    • φ .. Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle
    • M ~Gas tatsächlicher Wechselanteil des Gasdrehmomentes
    • Figure 00110002
      geschätzter Wechselanteil des Gasdrehmomentes
    • μ Konvergenzfaktor
    • Θ Massenträgheitsmoment der rotierenden Massen
    • Θ' Ableitung des Massenträgheitsmomentes der rotierenden Massen
    • tZahn Zahnzeit
    • U(k) Vektor mit den betrachteten Frequenzbestandteilen u(k) bis u(k – n)
    • u(k), u(k – n) zu betrachtende Frequenzbestandteile
    • y(k) geschätzter Wechselanteil des Gasdrehmomentes

Claims (8)

  1. Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchem ein tatsächlicher Wechselanteil des Gasdrehmomentes M ~Gas und ein geschätzter Wechselanteil des Gasdrehmomentes
    Figure 00120001
    der einzelnen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine berechnet wird und durch einen Vergleich des tatsächlichen Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas und des geschätzten Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00120002
    der einzelnen Zylinder auf Verbrennungsaussetzer der Verbrennungskraftmaschine geschlossen wird, wobei die Berechnung des tatsächlichen Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas auf Grundlage eines physikalischen Modells und die Berechung des geschätzten Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00120003
    mittels eines Signalmodells erfolgt.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das physikalische Modell zur Berechnung des tatsächlichen Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas durch die Gleichung
    Figure 00120004
    beschrieben ist.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei eine Filterung des berechneten tatsächlichen Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas auf die typische Verbrennungsfrequenz der Verbrennungskraftmaschine erfolgt.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 3, wobei dem Signalmodell zur Berechnung des geschätzten Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00120005
    eine Fourierreihenentwicklung zu Grunde liegt, wobei die Fourierreihe wie folgt entwickelt wird:
    Figure 00130001
    und diese Fourierreihe gemäß der Gleichung: y(k) = h0u(k) + h1u(k – 1) + ...hnu(k – n)als Filter mit endlicher Impulsantwort dargestellt ist.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 4, wobei das Signalmodell zur Berechnung des geschätzten Verlaufes des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00130002
    in Abhängigkeit der Abweichung e zwischen dem tatsächlichen Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas und dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00130003
    korrigiert wird.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 5, wobei zur Korrektur des Signalmodells ein Algorithmus zur Adaption der Filterkoeffizienten h0 bis hn vorgesehen ist, welcher durch folgende Gleichung beschrieben wird:
    Figure 00130004
  7. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 6, wobei die Abweichung e zwischen dem tatsächlichen Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes M ~Gas und dem geschätzten Verlauf des Wechselanteils des Gasdrehmomentes
    Figure 00130005
    einem Schwellwert JSch gegenüber gestellt wird und bei Überschreitung dieses Schwellwertes JSch auf einen Verbrennungsaussetzer geschlossen wird.
  8. Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine, welche eine Verknüpfung von Mitteln zur Bereitstellung von Informationen über die Drehzahl und/oder Phasenlage der Kurbelwelle, von Mitteln zur Bereitstellung von Informationen über die Drehzahl und/oder Phasenlage der Nockenwelle, von Mitteln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie geeignete Mittel zur Anzeige einer Fehlfunktion der Verbrennungskraftmaschine umfasst und ein Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine auf Grundlage einer programmierbaren Rechenvorschrift und mittels eines Gerätes zur Verarbeitung von digitalen Daten ausgeführt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009021293B4 (de) * 2008-05-15 2014-02-06 Mitsubishi Electric Corp. Winkelgeschwindigkeits-/Winkelbeschleunigungsberechnungseinheit, Momentschätzeinheit und Verbrennungszustandsschätzeinheit
DE102016219686A1 (de) * 2016-10-11 2018-04-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011109809B4 (de) 2010-08-19 2019-07-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Steuerverfahren für eine Kraftmaschine oder eines Getriebes auf der Basis einer abgeschätztenKraftmaschinendrehzahl

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