DE102006056860A1

DE102006056860A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006056860A1
Application number: DE102006056860A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dr. Hagel; Mehmet Tuna; Emmanuel Routier; Kayhan Dr. Goeney
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-05
Also published as: JP2010511118A; US20100063711A1; WO2008064659A2; EP2094960A2; DE112007002418A5; US8200415B2; WO2008064659A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine (1) mit mehreren Zylindern (3) und einem Einspritzsystem (4) mit einer Einspritzeinheit (5) pro Zylinder (3), bei dem zunächst ein das Verbrennen von Kraftstoff (6) in der Brennkraftmaschine (1) charakterisierendes, digitales Messsignal ermittelt, anschließend das digitale Messsignal in einen Frequenzbereich transformiert, mittels der Amplitudeninformation des transformierten Messsignals ein Aussetzen der Zündung detektiert wird, und sofern ein Aussetzen der Zündung vorliegt, die Einspritzung der einzelnen Zylinder (3) sequentiell für eine vorgegebene Zeitdauer abgeschaltet wird, und für jeden Zylinder das entsprechende charakterisierende, digitale Messsignal ermittelt und in den Frequenzbereich transformiert wird und wobei bei der Auswertung des transformierten Messsignals mittels der Amplitudeninformation ein aussetzender Zylinder (3) identifiziert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine (1) mittels eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen weisen zur Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder ein Einspritzsystem auf. Das Einspritzsystem umfasst mehrere Einspritzeinheiten, die jeweils einem Zylinder zugeordnet sind. Den Einspritzeinheiten wird von einer Steuereinheit eine Einspritzdauer vorgegeben, während der eine Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder erfolgt, wobei die Steuereinheit einzelne Einspritzeinheiten auch ganz abschalten kann.
Aufgrund des bei einer Brennkraftmaschine unvermeidlichen Auftretens von Zündaussetzern, wobei in dem jeweiligen Zylinder keine Verbrennung des eingespritzten Kraftstoff-Luft-Gemisches stattfindet, kann unerwünschterweise unverbrannter Kraftstoff in die Umwelt gelangen. Zudem kann dadurch auch eine dauerhafte Schädigung von bei modernen Kraftfahrzeugen vorhandenen Abgasnachbehandlungssystemen, beispielsweise des Katalysators, auftreten. Beides hat zur Folge, dass die Abgasbelastung der Umwelt erhöht wird. Um dies weitestgehend zu vermeiden existieren nationale und internationale Vorschriften und Gesetze (z. B. OBD II, E-OBD), die unter anderem eine Einrichtung zur Erkennung von Zündaussetzern bei Kraftfahrzeugen vorschreiben.
Aus der DE 199 62 799 A1 ist ein System und ein Verfahren zum Detektieren von Fehlzündungen in Brennkraftmaschinen bekannt. Dabei wird ein für die Verbrennung charakteristisches Messsignal detektiert und anschließend zur Auswertung einer Frequenzanalyse unterzogen. Es handelt sich jedoch um eine ausschließliche Fehlzündungserkennung, mit dem Ziel, Speicherverluste eines an Bord eines Fahrzeugs befindlichen Computers zu verringern und die Zeit zur Verarbeitung von Routinen zum detektieren von Fehlzündungen zu verkürzen. Es wird nicht ein System offenbart, das es ermöglicht, nach der Erkennung eines Zündaussetzers den oder die aussetzenden Zylinder zu identifizieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach, schnell und zuverlässig beim Betrieb einer Brennkraftmaschine eine Zündaussetzererkennung und eine anschließende Zylinderidentifikation ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein die Verbrennung von Kraftstoff in einem Zylinder charakterisierendes, digitales Messsignal ermittelt wird, das digitale Messsignal zur Auswertung anschließend in einen Frequenzbereich transformiert wird und mittels der Amplitudeninformation des ausgewerteten transformierten Messsignals ein generelles Aussetzen der Zündung detektiert wird. Zur nachgeschalteten Zylinderidentifikation wird sequentiell die Einspritzung jedes Zylinders für ein vorgegebene Zeitdauer abgeschaltet. In dieser Zeitdauer wird das entsprechende, die Verbrennung charakterisierende, digitale Messsignal ermittelt und zur Auswertung in den Frequenzbereichbereich transformiert. Ergibt die Auswertung des transformierten Messsignals, dass im Vergleich mit der Amplitudeninformation n/2-ter Ordnung aus der vorangegangenen generellen Aussetzererkennung ohne Abschalten einer Einspritzeinheit eine Änderung vorliegt, so kann es sich bei dem untersuchten Zylinder nicht um einen aussetzenden Zylinder handeln. Die Einspritzeinheit des untersuchten Zylinders wird wieder zugeschaltet. Die Schritte werden für alle Zylinder wiederholt. Liegt keine Änderung in der Amplitudeninformation n/2-ter Ordnung vor, so handelt es sich bei dem untersuchten Zylinder um einen zu identifizierenden, aussetzenden Zylinder. Das Verfahren ist sowohl bei selbstzündenden als auch bei nicht selbstzündenden Brennkraftmaschinen anwendbar.
Ein Ermitteln des Messsignals gemäß Anspruch 2 ist einfach und kostengünstig. Ein Geberrad zum Ermitteln eines Drehzahlmesssignals ist bei einer Brennkraft maschine in der Regel vorhanden, so dass zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine zusätzlichen Messeinheiten erforderlich sind.
Ein Transformieren des digitalen Messsignals gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine besonders einfache und zuverlässige Auswertung des Messsignals. Die diskrete Hartley-Transformation ist ausschließlich durch reelle Operationen berechenbar. Das Messsignal wird in einzelne Winkel-Frequenzen zerlegt, die auch als Ordnungen bezeichnet werden. Im Gegensatz zu einer Auswertung des Messsignals im Zeitbereich werden bei der diskreten Hartley-Transformation höherfrequente Störanteile im Messsignal automatisch eliminiert, da auf deren Berechnung bei der Anwendung der diskreten Hartley-Transformation prinzipiell verzichtet werden kann.
Ein Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Anspruch 4 ist wenig rechenintensiv. Die Spektralanalyse von niederfrequenten Spektralanteilen ermöglicht eine einfache Auswertung, ohne dass höherfrequente und mit Störanteilen überlagerte Spektralanteile berücksichtigt werden müssen.
Ein Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Anspruch 5 ist besonders einfach. Die Amplitude des Spektralanteils 0,5-ter Ordnung ist in der Regel ausreichend, um ein Aussetzen der Zündung detektieren zu können.
Ein Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Anspruch 6 erhöht die Zuverlässigkeit des Verfahrens.
Ein Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Anspruch 7 ermöglicht ein einfaches und zuverlässiges Detektieren der stabilen Verbrennung, wobei die Zuverlässigkeit mittels des vorgegebenen Schwellwertes einstellbar ist.
Eine Mittelung des digitalen Messsignals gemäß Anspruch 8 ermöglicht das Eliminieren von zyklischen Schwankungen des Messsignals, die von einer un gleichmäßigen Verbrennung verursacht werden. Vorzugsweise wird ein arithmetischer Mittelwert des digitalen Messsignals über mindestens zwei Arbeitsspiele der Brennkraftmaschine gebildet.
Eine Schleppkorrektur gemäß Anspruch 9 ermöglicht die Korrektur von Fehlern aufgrund parasitärer Effekte, wie beispielsweise aufgrund von Massenmomenten der Brennkraftmaschine. Hierzu wird die Brennkraftmaschine vorteilhafterweise an einem Prüfstand geschleppt, d. h. ohne Einspritzung betrieben, wobei das Messsignal ohne den Einfluss einer Verbrennung ermittelt, transformiert und ausgewertet wird. Die Auswertung des Messsignals liefert mindestens einen Korrekturwert, der in einer Steuereinheit abgespeichert und beim Auswerten des transformierten Messsignals berücksichtigt wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine einfache Korrektur von Messfehlern des Geberrades. Die Korrektur könnte auch nach dem Transformieren des Drehzahlmesssignals erfolgen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 11 ermöglicht eine einfache, schnelle und zuverlässige Aussetzerdetektion und eine anschließende Identifikation des wenigstens einen aussetzenden Zylinders. Die Vorteile der Vorrichtung entsprechen denen, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt wurden.
Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Steuereinheit zum Ansteuern mindestens einer einem Zylinder zugeordneten Einspritzeinheit, wobei die Steuereinheit diese auch für eine vorgegebene Zeitdauer auch gänzlich abschalten kann. Weiterhin umfasst die Vorrichtung mindestens eine Messeinheit zum Ermitteln eines das Verbrennen von Kraftstoff in wenigstens einem Zylinder charakterisierenden, digitalen Messsignals, vorzugsweise des von einem an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angebrachten Geberrads erfassten Drehzahlsignals.
In der mindestens einen Transformationseinheit der Vorrichtung findet das Transformieren des digitalen Messsignals in einen Frequenzbereich statt. Die Auswertung der Amplitudeninformation des transformierten Messsignal geschieht in der mindestens einen Auswerteeinheit der Vorrichtung. Falls in der Auswerteeinheit ein Aussetzen der Zündung in der Brennkraftmaschine detektiert wird, wird die Steuereinheit über eine Schnittstelle angewiesen, nacheinander in jedem einzelnen Zylinder für eine bestimmte Zeit die Einspritzung abzuschalten. Falls in der Auswerteeinheit eine Abweichung vom transformierten Messsignal ohne Abschaltung der Einspritzung festgestellt wird, erhält die Steuereinheit die Anweisung, die Einspritzeinheit des Zylinders wieder zu aktivieren und die Einspritzeinheit des nächsten Zylinders abzuschalten. Diese Schritte werden für alle Zylinder wiederholt. Sobald in der Auswerteeinheit keine Abweichung vom transformierten Messsignal ohne Abschaltung der Einspritzung festgestellt wird, ist der Zylinder, dessen Einspritzeinheit momentan abgeschaltet ist, als ein aussetzender Zylinder identifiziert. Es kann auch vorkommen, dass in mehr als einem Zylinder die Verbrennung aussetzt. Insbesondere wird die Einspritzung der aussetzenden Zylinder abgeschaltet, um zu vermeiden, dass unverbrannter Kraftstoff ausgestoßen wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zum Steuern der Betriebsweise der Brennkraftmaschine,
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Erkennung des Aussetzens der Zündung, und
3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Zylinderidentifikation, nachdem ein Aussetzen der Zündung erkannt wurde.
Die Brennkraftmaschine 1 in 1 weist einen Motorblock 2 mit mehreren Zylindern 3 und ein Einspritzsystem 4 auf. Das Einspritzsystem 4 umfasst eine der Anzahl an Zylindern 3 entsprechende Anzahl an Einspritzeinheiten 5, wobei jedem Zylinder 3 eine Einspritzeinheit 5 zum Einspritzen von Kraftstoff 6 zugeordnet ist. Eine Kurbelwelle 7 ist innerhalb des Motorblocks 2 angeordnet und aus diesem herausgeführt. Zur Umwandlung der in den Zylindern 3 freigesetzten Energie des Kraftstoffs 6 in eine Rotationsbewegung ist die Kurbelwelle 7 mit nicht näher dargestellten Zylinderkolben verbunden.
Das Einspritzsystem 4 weist weiterhin eine Vorrichtung 8 zum Steuern der Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1 auf. Die Vorrichtung 8 umfasst eine Steuereinheit 9 zum Ansteuern der Einspritzeinheiten 5 mittels eines vorgebbaren Einspritzdauerwertes, eine Messeinheit 10 zum Messen eines das Verbrennen des Kraftstoffs 6 in den Zylindern 3 charakterisierenden, digitalen Messsignals, eine Transformationseinheit 11 zum Transformieren des Messsignals in einen Frequenzbereich, und eine Auswerteeinheit 12 zum Auswerten des transformierten Messsignals. Die Messeinheit 10 ist an einem herausgeführten Ende der Kurbelwelle 7 angeordnet und steht in Signalverbindung mit der Steuereinheit 9. Die Messeinheit 10 ist als Geberrad ausgebildet und weist zur Ermittelung eines Drehzahlmesssignals der Kurbelwelle 7 äquidistante Winkelmarkierungen auf. Die Auswerteeinheit 12 ist derart ausgestaltet, dass ein Zündaussetzer in der Brennkraftmaschine 1 detektierbar ist. Zum Vorgeben von Einspritzdauerwerten bzw. zum Aktivieren und Deaktivieren der Einspritzung steht die Steuereinheit 9 in Signalverbindung mit den Einspritzeinheiten 5.
Das Auftreten von Zündaussetzern führt zu Drehmomentänderungen, welche sich beispielsweise in der momentanen Kurbelwellendrehzahl bzw. in der momentanen Kurbelwellenbeschleunigung widerspiegeln.
Mittels des nachfolgend in 2 beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, bei einer Brennkraftmaschine mit n Zylindern 3 ausgehend von einem Drehzahlsignal ein Aussetzen der Zündung zu detektieren. Ferner ist es, wie in 3 beschrieben, möglich, zu erkennen, bei welchen Zylindern 3 Zündaussetzer auftreten. Hierzu wird das Drehzahlsignal in den Winkel-Frequenzbereich transformiert. Da die Verstellung einzelner Zylinder sich vor allem auf die niederfrequenten Spektralanteile auswirken, werden vor allem diese zur Detektion von Zündaussetzern herangezogen.
Mittels der als Geberrad ausgebildeten Messeinheit 10 wird das Drehzahlmesssignal der Kurbelwelle 7 ermittelt. Die Zeiten zwischen den einzelnen Winkelmarkierungen des rotierenden Geberrades 10 werden von einem Sensor erfasst und an die Steuereinheit 9 geleitet. Die Steuereinheit 9 rechnet die gemessenen Zeiten in das digitale Drehzahlmesssignal um.
Zu Beginn des Verfahrens nach 2 wird das Drehzahlmesssignal zunächst dem ersten Korrekturelement 13 zugeführt, das eine Geberradadaption zur Korrektur von Messfehlern des Geberrades durchführt. Hierzu wurde das Geberrad, insbesondere die Abstände der Winkelmarkierungen, an einem Prüfstand vermessen und Korrekturwerte für nichtäquidistant angeordnete Winkelmarkierungen ermittelt.
Das korrigierte Drehzahlmesssignal wird anschließend dem Mittelungselement 14 zugeführt, das vorzugsweise einen arithmetischen Mittelwert über zwei Arbeitsspiele der Brennkraftmaschine 1. des Drehzahlmesssignals bildet. Hierzu werden einander entsprechende Drehzahlmesssignalwerte in den Arbeitsspielen gemittelt. Als Arbeitsspiel wird ein Drehzahlsegment von 720° der Kurbelwelle 7 bezeichnet. Die Mittelung dient dazu, zyklische Schwankungen, die von einer ungleichmäßigen Verbrennung verursacht werden, zu eliminieren.
Das gemittelte Drehzahlmesssignal wird dem Transformationselement 15 der Transformationseinheit 11 zugeführt, das das Drehzahlmesssignal mittels einer diskreten Hartley-Transformation in einen Winkelfrequenzbereich transformiert. Die diskrete Hartley-Transformation ist ausschließlich mittels reellen Operationen berechenbar, so dass die Transformation schnell und einfach durchführbar ist. Mittels der diskreten Hartley-Transformation wird das Drehzahlmesssignal in einzelne Winkelfrequenzen zerlegt, die als Spektralanteile einer bestimmten Ordnung bezeichnet werden. Dadurch, dass sich das Verbrennen von Kraftstoff 6 in den Zylindern 3 hauptsächlich in den niederfrequenten Spektralanteilen des Drehzahlmesssignals auswirkt, kann auf die Berechnung und Auswertung von höherfrequenten Spektralanteilen des Drehzahlmesssignals verzichtet werden. Die einzelnen Spektralanteile sind durch eine Amplitude und eine Phase gekennzeichnet, wobei zur Auswertung des Drehzahlmesssignals insbesondere die Amplitude des Spektralanteils 0,5-ter Ordnung ausreichend ist. Die Amplitude des Spektralanteils 0,5-ter Ordnung wird im Folgenden als A_0,5 bezeichnet.
Das in Spektralanteile transformierte Drehzahlmesssignal wird anschließend dem zweiten Korrekturelement 16 zugeführt, das eine Schleppkorrektur zur Korrektur von Fehlern aufgrund von parasitären Effekten, wie beispielsweise von Massenmomenten der Brennkraftmaschine 1, durchführt. Hierzu wurde die Brennkraftmaschine 1 vorteilhafterweise an einem Prüfstand geschleppt betrieben, d. h. ohne Einspritzen von Kraftstoff 6, und das zugehörige Drehzahlmesssignal ermittelt. Mittels der diskreten Hartley-Transformation wurden drehzahlabhängige Korrekturwerte zur Korrektur der Spektralanteile ermittelt und in der Steuereinheit 9 abgespeichert. Diese Korrekturwerte werden in dem zweiten Korrekturelement 16 zur Korrektur des transformierten Drehzahlmesssignals verwendet.
Das transformierte und korrigierte Drehzahlmesssignal wird anschließend dem Auswerteelement 17 der Auswerteeinheit 12 zugeführt. Die Auswertung des Drehzahlmesssignals, insbesondere die Detektion des Aussetzen der Zündung, erfolgt vorzugsweise mittels der Amplitude des Spektralanteils 0,5-ter Ordnung.
Liegt ein Aussetzen der Zündung in einem der n Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 1 vor, erfolgt im Vergleich zum Normalbetrieb ohne Zündaussetzer ein deutlicher Anstieg der Amplitude A₀ _, ₅ des Spektralanteils der 0,5-ten Ordnung. Durch Vergleichen von A₀ _, ₅ mit einem insbesondere im Auswerteelement 17 abgespeicherten Schwellwert (S) wird beim Überschreiten dieses Schwellwertes (S) auf das Aussetzen der Zündung in mindestens einem der n Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 1 geschlossen. Wird der Schwellwert (S) nicht überschritten, wird ein Signal an das Stopelement 18 weitergeleitet. Das Verfahren zur Erkennung eines Aussetzens der Zündung kann anschließend mit den bisherigen Schritten in bestimmten zeitlichen Abständen wiederholt werden.
Wird auf Grund der Amplitudenauswertung ein Aussetzen der Zündung detektiert, so wird zur Identifikation des wenigstens einen aussetzenden Zylinders wie in 3 gezeigt, verfahren. Aufeinanderfolgend werden, beginnend mit dem ersten Zylinder, in einer Schleife die folgenden Schritte n-mal durchgeführt. Vom Auswerteelement 17 aus 2 wird ein Initialisierungssignal an die Steuereinheit 9 gesendet. Wenn die Prüfung im Abfrageelement 19, insbesondere ein Teil der Steuereinheit 9, ergibt, dass die Anzahl der bisher durchgeführten Schleifen < n ist, sendet die Steuereinheit 9 ein Signal an die Einspritzeinheit 5 des ersten Zylinders 3 und schaltet diese für eine vorgegebene Zeitdauer ab. Die Zeitdauer des Abschaltens beträgt mindestens ein Arbeitsspiel. Während dieser Zeitdauer werden die Schritte aus dem vorangegangenen Verfahren zur Erkennung des Aussetzens der Zündung, angefangen von der Ermittlung des Drehzahlmesssignals mittels der Messeinheit 10 über die Geberradadaption im ersten Korrekturelement 13 bis hin zur Auswertung des transformierten und korrigierten Drehzahlmesssignals im Auswerteelement 17 durchgeführt. Weicht die dabei ermittelte Amplitude des Spektralanteils n/2-ter Ordnung von der Amplitude des Spektralanteils n/2-ter Ordnung aus dem vorangegangenen Verfahren ohne Abschalten der Einspritzung zur Erkennung des Aussetzens der Zündung ab, so wird daraus geschlossen, dass der untersuchte Zylinder nicht der wenigstens eine aussetzende Zylinder ist und es wird ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 9 übermittelt.
Weicht die ermittelte Amplitude des Spektralanteils n/2-ter Ordnung von der Amplitude des Spektralanteils n/2-ter Ordnung aus dem vorangegangenen Verfahren zur Erkennung des Aussetzens der Zündung nicht ab, wird also keine Veränderung in der Verbrennung festgestellt, unabhängig davon, ob die Einspritzeinheit 5 des untersuchten Zylinders 3 an- oder abgeschaltet ist, so ist der untersuchte Zylinder 3 als aussetzender Zylinder identifiziert. Ein entsprechendes Signal wird an die Steuereinheit 9 übermittelt.
Sobald im Abfrageelement 19 festegestellt wird, dass alle n Zylinder untersucht worden sind, ergeht ein Signal an das Stopelement 18. Die Einspritzeinheiten der betroffenen Zylinder bleiben abgeschaltet, um zu verhindern, dass unverbrannter Kraftstoff in das Abgassystem gelangt. Vorzugsweise wird der Bediener das Fahrzeugs auf das Aussetzen der Zündung, zum Beispiel durch eine entsprechende Mitteilung auf der Instrumententafel, aufmerksam gemacht. Wenn das Fahrzeug über eine entsprechende Vorrichtung verfügt, kann auch eine Nachricht an eine Werkstatt gesendet werden. Das Verfahren kann auch als Diagnoseverfahren in einer Werkstatt eingesetzt werden.
Um Rechnerzeit und Rechnerkapazität zu sparen, wäre es auch denkbar, in den in 2 und 3 beschriebenen Verfahren die Korrekturelemente 13, 16 und das Mittelungselement 14 einzeln oder auch gesamt wegzulassen. Das Verfahren würde dann aber ungenauer werden.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurden die Geberradadaption im Korrekturelement 13 und die Mittelung über mehrere Arbeitsspiele im Mittelungselement 14 vor der Transformation des Drehzahlmesssignals im Transformationselement 15 durchgeführt. Sowohl die Geberradadaption als auch die Mitteleng könnten aber auch insbesondere nach der Transformation stattfinden.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele der Erfindung wurden anhand der Hartlee-Transformation beschrieben. Die Erfindung kann jedoch bei geeigneter Abwandlung auch unter Zuhilfenahme einer anderen Transformation, zum Beispiel einer Fast Fourier Transformation (FFT), einer Diskreten Fourier Transformation (DFT) oder dergleichen angewendet werden, wenngleich die Erfindung im Falle einer Hartlee-Transformation am vorteilhaftesten und damit am geeignetsten ist.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde jeweils eine arithmetische Mittelwertbildung vorgenommen. Die Erfindung sei jedoch nicht ausschließlich darauf beschränkt, sondern lässt sich sehr vorteilhaft auch bei einer geometrischen Mittelwertsbildung oder dergleichen einsetzen.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass durch das beschriebene Verfahren in völliger Abkehr von bisher bekannten Lösungen auf sehr elegante Weise jedoch nichts desto weniger sehr einfache Weise eine zuverlässige Steuerung der Betriebsweise der Brennkraftmaschine realisierbar ist.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehenden Beschreibung so dargestellt, um das Prinzip der Erfindung und dessen praktische Anwendung bestmöglichst zu erklären. Jedoch lässt sich die Erfindung bei geeigneter Abwandlung selbstverständlich in zahlreichen anderen Ausführungsformen realisieren.

1: Brennkraftmaschine
2: Motorblock
3: Zylinder
4: Einspritzsystem
5: Einspritzeinheit
6: Kraftstoff
7: Kurbelwelle
8: Vorrichtung
9: Steuereinheit
10: Messeinheit
11: Transformationseinheit
12: Auswerteeinheit
13: Korrekturelement, erstes
14: Mittelungselement
15: Transformationselement
16: Korrekturelement, zweites
17: Auswertelement
18: Stopelement
19: Abfrageelement

Claims

Verfahren zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine (1) mit n Zylindern (3) und einem Einspritzsystem (4) mit einer Einspritzeinheit (5) pro Zylinder (3), mit den Schritten: a) Ermitteln eines das Verbrennen von Kraftstoff (6) in der Brennkraftmaschine (1) charakterisierenden, digitalen Messsignals, b) Transformieren des digitalen Messsignals in einen Frequenzbereich, c) Auswerten des transformierten Messsignals, wobei mittels der Amplitudeninformation des transformierten Messsignals ein Aussetzen der Zündung detektiert wird, und sofern ein Aussetzen der Zündung detektiert wird, e) sequentielles Abschalten der Einspritzung jedes einzelnen der n Zylinder (3) für eine vorgegebene Zeitdauer, und für jeden der n Zylinder (3) wiederholen der Schritte a) bis c), wobei mittels der Amplitudeninformation n/2-ter Ordnung des transformierten Messsignals ein aussetzender Zylinder (3) identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Messsignal ein mittels eines Geberrades (10) ermitteltes Drehzahlmesssignal ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Transformieren des digitalen Messsignals mittels einer diskreten Hartley-Transformation erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Schritt c) mittels einer Spektralanalyse von niederfrequenten Spektralanteilen des transformierten Messsignals erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Schritt c) mittels der Amplitude des Spektralanteils 0,5-ter Ordnung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Schritt c) mittels einer Linearkombination von Amplituden von niederfrequenten Spektralanteilen des transformierten Messsignals erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Schritt c) mindestens einen Vergleich eines Spektralanteils mit einem einen Zündaussetzer charakterisierenden Schwellwert (S) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Messsignal vor dem Auswerten gemäß Schritt c) oder e) über mindestens zwei Arbeitsspiele der Brennkraftmaschine (1) gemittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auswerten des transformierten Messsignals gemäß Schritt c) oder e) eine Schleppkorrektur zur Korrektur von Fehlern vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auswerten des Drehzahlmesssignals gemäß Schritt c) oder e) eine Geberradadaption zur Korrektur von Messsfehlern des Geberrades (10) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine (1) mittels eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenigstens umfassend: – eine Steuereinheit (9), – eine Messeinheit (10), – eine Transformationseinheit (11), und – eine Auswerteeinheit (12).