DE102007009105B4

DE102007009105B4 - Verfahren zur Motorsteuerung eines Dieselmotors und Motorsteuersystem

Info

Publication number: DE102007009105B4
Application number: DE200710009105
Authority: DE
Inventors: Markus Kernwein; Rüdiger Hanf
Original assignee: Beru AG
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2007-02-24
Filing date: 2007-02-24
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-02-25
Also published as: DE102007009105A1

Abstract

Verfahren zur Motorsteuerung eines Dieselmotors, bei dem der elektrische Widerstandsverlauf einer in den Brennraum hineinragenden Glühkerze (5) ermittelt und zur Bestimmung eines Verbrennungsparameters, der die zyklisch im Brennraum des Motors erfolgende Kraftstoffverbrennung kennzeichnet, ausgewertet wird, und in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert ein Aktor (2, 3) betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter als Funktion des Kurbelwellenwinkels zeitaufgelöst erfasst und sein Wert zu einem zyklisch wiederkehrenden Zeitpunkt des Arbeitspiels zusammen mit dem zu diesem Zeitpunkt gehörenden Kurbelwellenwinkel ausgewertet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Zündzeitpunkts eines Dieselmotors sowie ein Motorsteuersystem mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 14 angegebenen Merkmalen. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus der DE 37 39 600 A1 , DE 38 04345 A1 , DE 40 14 966 A1 sowie der DE 20 2004 012 841 U1 bekannt.
An Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen werden hinsichtlich Leistung, Kraftstoffverbrauch und Schadstoffgehalt der Abgase zunehmend höhere Anforderungen gestellt, die sich nur durch eine moderne Motorsteuerung erfüllen lassen. Im Stand der Technik werden zur Optimierung der Motorsteuerung typischerweise eine ganze Reihe von Motorkennzahlen erfasst und ausgewertet. Derartige Motorkennzahlen sind beispielsweise das Gemischverhältnis zwischen Luft und Kraftstoff, die Motordrehzahl, der Sauerstoffgehalt des Abgases, ein Signal eines Klopfsensors und ähnliches.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie die Motorsteuerung von Dieselmotoren weiter verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Motorsteuerung eines Dieselmotors, dadurch gelöst, dass der elektrische Widerstandsverlauf einer in den Brennraum hineinragenden Glühkerze ermittelt und zur Bestimmung eines Verbrennungsparameters, der die zyklisch im Brennraum des Motors erfolgende Kraftstoffverbrennung kennzeichnet, ausgewertet wird, und in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert ein Aktor betätigt wird, wobei der Verbrennungsparameter zeitaufgelöst erfasst und sein Wert zu einem zyklisch wiederkehrenden Zeitpunkt des Arbeitspiels zusammen mit dem zu diesem Zeitpunkt gehörenden Kurbelwellenwinkel ausgewertet wird.
Bei diesem Verbrennungsparameter kann es sich beispielsweise um den Zündzeitpunkt oder die Brennraumtemperatur handeln. Dabei kann sowohl die durchschnittliche Brennraumtemperatur als auch der zeitliche Verlauf der Brennraumtemperatur oder die Brennraumtemperatur zu einem zyklisch wiederkehrenden Zeitpunkt des Arbeitsspiels als Verbrennungsparameter zur Motorsteuerung verwendet werden.
Im Rahmen der Erfindung wurde zunächst erkannt, dass der elektrische Widerstand einer Glühkerze als Maß für die Glühkerzentemperatur genutzt werden kann. Obwohl diese Glühkerzentemperatur schon wegen der stets vorhandenen Wärmekapazität der Glühkerze nur in Ausnahmefällen mit der Brennraumtemperatur übereinstimmt, kann aus ihr auf die Brennraumtemperatur und damit auf den Zündzeitpunkt geschlossen werden. Insbesondere wenn die Glühkerze nicht mehr mit einem Glühstrom beheizt wird, was typischerweise nach einer Anlaufphase des Dieselmotors der Fall ist, folgt nämlich der Verlauf der Glühkerzentemperatur mit einer zeitlichen Verzögerung dem Verlauf der Brennraumtemperatur. Der Zeitpunkt, zu dem im Lauf eines Arbeitsspiels der maximale Glühkerzenwiderstand und damit die maximale Glühkerzentemperatur erreicht werden, liegt wegen der thermischen Trägheit der Glühkerze stets etwas später als der Zeitpunkt der maximalen Brennraumtemperatur und damit auch etwas später als der Zündzeitpunkt. Diese Abweichung ist jedoch systematisch und kann deshalb durch eine Kalibrierung berücksichtigt werden, so dass aus dem Widerstandsverlauf der Zündzeitpunkt ermittelt werden kann. Der Widerstandsverlauf wird also insbesondere bei laufendem Motor, wenn die Glühkerze nicht mehr durch einen Glühstrom beheizt wird, ermittelt.
Die Messung eines elektrischen Widerstands kann als Strom- oder Spannungsmessung durchgeführt werden, da diese Größen durch das Ohmsche Gesetz verknüpft sind. Im Rahmen der Anmeldung sind deshalb auch Messungen der Stärke eines durch die Glühkerze fließenden Stroms Widerstandsmessungen. Gleiches gilt für Messungen der Größe einer an der Glühkerze abfallenden Spannung.
Im Rahmen der Erfindung wurde ferner erkannt, dass neben dem, Zündzeitpunkt insbesondere auch die Brennraumtemperatur in besonderen Maße als Regelgröße einer Motorsteuerung geeignet ist und durch Kenntnis der Brennraumtemperatur eine verbesserte Motorsteuerung ermöglicht wird, mit der die Effizienz des Motors verbessert und die Emissionen verringert werden können. Ausgehend von dieser Erkenntnis haben die Erfinder mit der Verwendung der bei einem Dieselmotor ohnehin benötigten Glühkerze als Temperatursensor einen kostengünstigen Weg gefunden, wie die Brennraumtemperatur mit einer für Zwecke der Motorsteuerung ausreichenden Genauigkeit ermittelt werden kann.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass keramische Glühkerzen eine so geringe Wärmekapazität besitzen, dass die Glühkerzentemperatur hinreichend schnell von Änderungen der Brennraumtemperatur beeinflusst und folglich als Maß für die Brennraumtemperatur verwendet werden kann. Dies ist insbesondere deshalb überraschend, weil sich die Brennraumtemperatur zyklisch bei jeder Motorumdrehung ändert. Bei einer Motordrehzahl von beispielsweise 2000 U/min. beträgt die Dauer eines Arbeitsspiels weniger als eine Zehntel Sekunde, so dass sich die Brennraumtemperatur in diesem Zeitraum auf einen Maximalwert erhöht und auf einen Minimalwert absinkt. Trotz der extremen Geschwindigkeit der Änderungen der Brennraumtemperatur im Laufe eines Arbeitsspiels werden diese Temperaturänderungen von der Glühkerze nachvollzogen und lassen sich aus dem Verlauf des elektrischen Widerstands der Glühkerze ermitteln.
Die erfindungsgemäße Ermittlung eines Verbrennungsparameter ist nicht auf den normalen Motorbetrieb beschränkt, in dem die Glühkerze zum Zünden nicht mehr benötigt und folglich nicht mehr beheizt wird, sondern kann bei entsprechender Berücksichtigung einer durch einen Glühstrom bewirkten Temperaturerhöhung der Glühkerze auch in einer Anlaufphase des Dieselmotors, in der die Glühkerze auf 1000°C oder mehr aufgeheizt wird, eingesetzt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Glühkerzentemperatur auch in einem solchen Fall von der Brennraumtemperatur ausreichend stark beeinflusst wird, um den Zündzeitpunkt und/oder die Brennraumtemperatur aus der Glühkerzentemperatur zu ermitteln. Es ist nämlich nicht erforderlich, dass die Glühkerze tatsächlich die Temperatur des Brennraums annimmt, damit aus der Glühkerzentemperatur die Brennraumtemperatur bestimmt werden kann. Sind beispielsweise die Wärmekapazität der Glühkerze, ein durch Stromfluss bewirkter Energieeintrag und das Abkühlverhalten der Glühkerze bekannt, so kann aus einer gemessenen Glühkerzentemperatur auf die Brennraumtemperatur geschlossen werden.
Um die Präzision der Brennraumtemperaturbestimmung zu erhöhen, besteht zudem die Möglichkeit, den Glühstrom, der zum Erhitzen der Glühkerze eingespeist wird, während der Ermittlung der Brennraumtemperatur zu unterbrechen. Eine Glühkerzensteuereinheit kann beispielsweise zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens während einer Glühphase einzelne oder alle Glühkerzen kurzzeitig nicht ansteuern, um eine Messung der Brennraumtemperatur durchzuführen. Wird die Brennraumtemperatur bei Glühen der Glühkerze gemessen, kann der Einfluss der Glühung von einer Auswerteeinheit, die bevorzugt in die Glühkerzensteuereinheit integriert ist, herausgerechnet werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Motorsteuersystem mit den im Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die dabei beschriebenen Merkmale können einzeln und in Kombination zum Gegenstand von Ansprüchen gemacht werden.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Motorsteuersystems und
2 zeigt eine Beispielmessung des bei konstantem Prüfstrom gemessenen Spannungsverlaufs einer Keramikglühkerze in einem Motor bei einer Motordrehzahl von 2000 U/min.
Zu dem Motorsteuersystem, das schematisch als Blockschaltbild in 1 dargestellt ist, gehören eine Motorsteuereinheit 1, die im Betrieb mindestens einen, bevorzugt mehrere, Aktoren 2, 3 steuert, sowie eine Glühkerzensteuereinheit 4 zur Leistungssteuerung der Glühkerzen 5. Die Aktoren 2, 3, dienen beispielsweise zum Einstellen verschiedener Motorkomponenten, beispielsweise Drosselklappe, Abgasrückführventil, Einspritzanlage, Turbolader, Nockenwellenverstellung oder ähnlichem. Die Aktoren 2, 3 unterscheiden sich nicht von den üblicherweise von Motorsteuerungen betätigten Aktoren und bedürfen deshalb keiner weiteren Erläuterung. Durch Betätigen der Aktoren 2, 3 kann die Motorsteuereinheit 1 den Motor gemäß aktuellen Anforderungen ständig in einem optimalen Betriebszustand halten.
Die Glühkerzensteuereinheit 4 umfasst einen Mikroprozessor 4a, der über MOSFET-Leistungshalbleiter 4b die Glühkerzen 5 durch Pulsweitenmodulation ansteuert, so dass die von dem Bordnetz des Fahrzeugs zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung UB für vorgegebene Zeitintervalle an den einzelnen Glühkerzen 5 anliegt. Die Glühkerzensteuereinheit 4 umfasst ferner eine elektrische Schnittstelle 4c zur Kommunikation mit der Motorsteuereinheit 1, sowie eine Spannungsversorgung 4c für den Mikroprozessor 4a und die Schnittstelle 4c.
Die Glühkerzensteuereinheit 4 bildet zusammen mit der Motorsteuereinheit 1 das Steuergerät des schematisch dargestellten Motorsteuersystems. Das Steuergerät ermittelt im Betrieb den Verlauf des elektrischen Widerstands der Glühkerze 5, wertet ihn zur Bestimmung eines Verbrennungsparameters, der die zyklisch im Brennraum des Motors erfolgende Kraftstoffverbrennung kennzeichnet, aus und betätigt in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert einen Aktor (2, 3).
Die Motorsteuereinheit ermittelt dazu aus dem Zeitpunkt, zu dem der Widerstand maximal ist, den Zündzeitpunkt in Bezug auf das Arbeitsspiel. Das Steuergerät ver wendet hierfür Kalibrationsdaten, die vom Hersteller der Glühkerze für die gegebenen Einbaubedingungen ermittelt wurde.
Durch Messung des elektrischen Widerstands der Glühkerze 5 ermittelt das Steuergerät ferner eine durchschnittliche Brennraumtemperatur. Ist nämlich die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands der Glühkerze 5 bekannt, kann aus dem Widerstand auf die Temperatur der Glühkerze 5 geschlossen werden. Über einen Motorzyklus stimmt der Mittelwert der Glühkerzentemperatur in guter Nährung mit der Brennraumtemperatur überein, so dass sich der Mittelwert der Brennraumtemperatur mit geringem Aufwand ermitteln lässt. Beispielsweise können aus den einzelnen Widerstandswerten Glühkerzentemperaturwerte berechnet und diese gemittelt werden. Da der elektrische Widerstand näherungsweise proportional zur Temperatur ist, kann auch zunächst ein mittlerer Widerstandswert aus diesem die durchschnittliche Temperatur ermittelt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ermittelt das Steuergerät als weiteren Verbrennungsparameter nicht nur einen Durchschnittswert der Brennraumtemperatur, sondern sogar zeitaufgelöste Werte der Brennraumtemperatur. Das Steuergerät misst also bei laufendem Motor den elektrischen Widerstand der Glühkerzen 5, ermittelt aus dessen Temperaturabhängigkeit einen Wert für die Brennraumtemperatur.
Das Steuergerät betätigt in Abhängigkeit von dem bzw. den Verbrennungsparametern, also Zündzeitpunkt, den ermittelten Werten der Brennraumtemperatur und/oder dem Wert der durchschnittlichen Brennraumtemperatur, die Aktoren 2, 3. Dabei wird ein Ist-Wert des Verbrennungsparameters mit einem Sollwert des Verbrennungsparameters verglichen. In Abhängigkeit von einer eventuell festgestellten Abweichung des Ist-Werts von dem Soll-Wert wird ein Steuersignal zur Betätigung mindestens eines Aktors 2, 3, vorzugsweise mehrerer Aktoren 2, 3 erzeugt. Selbstverständlich können von der Motorsteuerung auch zusätzlich Signale anderer Sensoren, die für Motorsteuerungen gebräuchlich sind, beispielsweise ein Klopfsensorsignal, berücksichtigt werden, so dass der Ist-Wert und der Soll-Wert Vektoren sind, bei denen eine oder mehrere Komponenten einer der beschriebenen Verbrennungsparameter ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden im Betrieb der Zündzeitpunkt und die Brennraumtemperatur von der Glühkerzensteuereinheit 4 ermittelt und an die Motorsteuereinheit 1 gemeldet. Die Glühkerzensteuereinheit 4 bildet auf diese Weise zusammen mit einer Glühkerze 5 einen Sensor, der an die Motorsteuereinheit 1 einen Verbrennungsparameter, beispielsweise einen Wert für die aktuelle Brennraumtemperatur, meldet. Die Motorsteuereinheit 1 ist bevorzugt an weitere Sensoren angeschlossen, beispielsweise einen Klopfsensor, Luftmassensensor und/oder Sauerstoffsensor, um weitere für einen optimalen Motorbetrieb nützliche Regelgrößen zu erfassen.
Zur Messung des elektrischen Widerstands einer der Glühkerzen 5 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein konstanter Prüfstrom in die betreffende Glühkerze 5 eingespeist. Selbstverständlich ist es auch möglich, zur Messung des elektrischen Widerstands eine konstante Prüfspannung an die Glühkerze 5 anzulegen.
Die verwendete Glühkerze 5 hat einen Außenleiter, dessen Widerstand abgesehen von vernachlässigbaren oder rechnerisch kompensierbaren Beiträgen von Zuleitungen, mit dem Widerstand der Glühkerze 5 übereinstimmt, so dass der elektrische Widerstand der Glühkerze 5 besonders rasch und empfindlich auf Änderungen der Brennraumtemperatur reagiert. Derartige Glühkerzen 5 mit einem solchen Außenleiter sind insbesondere keramische Glühkerzen, d. h. Glühkerzen bei denen der Heizwiderstand aus einem keramischen Material besteht.
2 zeigt beispielhaft den bei konstantem Prüfstrom gemessenen Spannungsverlauf in Volt über der Zeit t in Sekunden für eine Keramikglühkerze 5 in einem Dieselmotor bei einer Motordrehzahl von 2000 U/min und einem Kraftstoffverbrauch von 54 ml/Hub. Wegen des konstanten Prüfstroms ist die gemessene Spannung U proportional zu dem elektrischen Widerstand der Glühkerze, so dass dieser leicht berechnet werden kann. Aus der gemessenen Spannung U bzw. dem elektrischen Widerstand der Glühkerze kann anhand der bekannten Temperaturabhängigkeit die Temperatur der Glühkerze ermittelt werden. Die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands der Glühkerze kann beispielsweise im Werk ermittelt und als Kennlinie in der Glühkerzensteuereinheit gespeichert werden.
Liegt das letzte Erhitzen der Glühkerze durch Glühstrom bereits hinreichend lange Zeit zurück, was beispielsweise im normalen Fahrbetrieb, in dem die Glühkerze als Zündhilfe nicht mehr benötigt wird, der Fall ist, ist die Glühkerzentemperatur unmittelbar ein Maß für die Brennraumtemperatur. Im Idealfall stimmt die Glühkerzentemperatur sogar mit einer für die Zwecke einer Motorsteuerung hinreichenden Genauigkeit mit der Brennraumtemperatur überein. Evtl. auftretende Abweichungen können ggf. durch geeignete Kalibrierdaten berücksichtigt werden, die beispielsweise vom Hersteller ermittelt und in der Glühkerzensteuereinheit gespeichert werden können, so dass selbst bei einer systematischen Abweichung der Kerzentemperatur von der Brennraumtemperatur ein Absolutwert der Brennraumtemperatur ermittelt werden kann. Es ist sogar möglich, eine durch Stromfluss bewirkte Temperaturerhöhung der Glühkerze bei der Bestimmung der Brennraumtemperatur zu berücksichtigen, beispielsweise indem eine geeignete Korrektur aus der Wärmekapazität der Glühkerze, dem durch Stromfluss bewirkten Energieeintrag und dem Abkühlverhalten berechnet werden.
Eine besonders effiziente Motorsteuerung lässt sich dadurch realisieren, dass der Zündzeitpunkt bzw. die Brennraumtemperatur als Funktion des Kurbelwellenwinkels ermittelt wird. Bevorzugt wird der Kurbelwellenwinkel ebenso wie die Brennraumtemperatur von der Glühkerzensteuereinheit 4 ermittelt und der Motorsteuereinheit 1 zusätzlich zu dem Wert der aktuellen Brennraumtemperatur auch der momentane Kurbelwellenwinkel gemeldet. Möglich ist es aber auch, dass der Kurbelwellenwinkel der Motorsteuereinheit separat von einem geeigneten Sensor gemeldet wird.
Durch das im Vorhergehenden beschriebene Verfahren kann die Brennraumtemperatur quasi kontinuierlich gemessen werden. Vorteilhaft ist es die Brennraumtemperatur in Zeitabständen von weniger als 0,01 Sek., insbesondere weniger als 0,005 Sek., zu messen, so dass der Zeitverlauf der Brennraumtemperatur während des gesamten Motorzyklus detailliert erfasst werden kann.
Aus dem Widerstandsverlauf einer Glühkerze, wie er beispielhaft in 2 dargestellt ist, kann ferner die Drehzahl des Motors ermittelt werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung, der auch selbstständige Bedeutung haben kann, betrifft deshalb ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl eines Motors, wobei der elektrische Wider standsverlauf einer in den Brennraum des Motors hineinragenden Glühkerze ermittelt wird und aus dem Widerstandsverlauf die Drehzahl ermittelt wird. Beispielsweise kann die Drehzahl aus dem zeitlichen Abstand zwischen periodisch wiederkehrenden Maxima oder Minima des Widerstandsverlaufs bestimmt werden, da dieser zeitliche Abstand der Dauer eines Motorzyklus oder Arbeitsspiels entspricht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehzahl von der Glühkerzensteuereinheit 4 aus dem Widerstandsverlauf bestimmt und bei der Ansteuerung der Glühkerze 5 berücksichtigt wird.
Damit eine Glühkerze bei betriebswarmen Motor ihre Beharrungstemperatur in einem Bereich um etwa 1000°C behält, wird bei modernen Glühkerzen nicht die volle Spannung aus dem Bordnetz des Fahrzeugs benötigt, sondern lediglich eine Spannung von typischerweise 5 V bis 6 V. Die Glühkerzensteuereinheit 4 steuert die Halbleiterschalter 4b zu diesem Zweck durch ein Verfahren der Pulsweitenmodulation, so dass an den Glühkerzen 5 im zeitlichen Mittel die gewünschte Spannung anlegt. Wird der Dieselmotor kalt gestartet, dann versorgt die Glühkerzensteuereinheit 4 die Glühkerzen 5 zunächst mit einer höheren Aufheizspannung von beispielsweise 11 V, um eine möglichst rasche Aufheizung zu erreichen.
Nach einem Kaltstart befindet sich der Motor für eine gewisse Zeitspanne in der so genannten Kaltlaufphase, welche durch eine Leerlaufdrehzahl gekennzeichnet ist, die über der Leerlaufdrehzahl des betriebswarmen Motors liegt. In der Kaltlaufphase wird die an den Glühkerzen 5 anliegende effektive Spannung, das heißt die in Folge der Pulsweitenmodulation im zeitlichen Mittel anliegende Spannung, von der anfänglichen Aufheizspannung von beispielsweise 11 V stufenweise abgesenkt auf einen Wert von beispielsweise 6 V, mit welchem bei betriebswarmer Motor die Beharrungstemperatur in einem Bereich um 1000°C gehalten werden kann.
Je nach Motordrehzahl und Motorlast bzw. Motordrehmoment werden die Glühkerzen 5 unterschiedlich stark gekühlt. Die Motordrehzahl ist deshalb in besonderer Maße dazu geeignet, die von den Glühkerzen 5 für einen optimalen Motorbetrieb benötigte elektrische Leistung zu ermitteln. Insbesondere kann die Motordrehzahl aus dem Widerstandsverlauf auch ermittelt werden, ohne dass ein Wert des elektrischen Widerstands mit einem absoluten Wert der Temperatur in Verbindung gebracht werden muss. Es genügt beispielsweise den Zeitabstand zwischen periodisch wieder kehrenden Maxima oder Minima des Widerstandsverlaufs zu ermitteln, um daraus die Motordrehzahl bestimmen zu können.
Indem die Drehzahl von der Glühkerzensteuereinheit 4 aus dem Widerstandsverlauf ermittelt wird, wird bei der Glühkerzensteuereinheit 4 kein zusätzlicher Drehzahleingang benötigt, über den der Glühkerzensteuereinheit 4 ein Wert für die Drehzahl, beispielsweise von dem Motorsteuergerät, zur Verfügung gestellt werden könnte.
Möglich ist es ferner auch, die aus dem Widerstandsverlauf bestimmte mittlere Temperatur der Glühkerze 5 zusätzlich oder anstelle der Motordrehzahl für die Ermittlung der von der Glühkerze 5 für einen optimalen Motorbetrieb benötigten Leistung zu nutzen. Beispielsweise kann der im zeitlichen Mittel an die Glühkerzen 5 angelegte Wert der Spannung gemäß der aus dem Widerstandsverlauf ermittelten mittleren Temperatur angepasst werden. Insbesondere ist es auch möglich, die gesamte Nachglühphase oder das Zwischenglühen der Glühkerze 5 gemäß der ermittelten mittleren Brennraumtemperatur zu aktivieren oder zu deaktivieren.

1: Motorsteuereinheit
2: Aktor
3: Aktor
4: Glühkerzensteuereinheit
4a: Mikroprozessor
4b: Halbleiterschalter
4c: Spannungsversorgung/elektrische Schnittstelle
5: Glühkerzen
UB: Versorgungsspannung
U: Spannung

Claims

Verfahren zur Motorsteuerung eines Dieselmotors, bei dem der elektrische Widerstandsverlauf einer in den Brennraum hineinragenden Glühkerze (5) ermittelt und zur Bestimmung eines Verbrennungsparameters, der die zyklisch im Brennraum des Motors erfolgende Kraftstoffverbrennung kennzeichnet, ausgewertet wird, und in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert ein Aktor (2, 3) betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter als Funktion des Kurbelwellenwinkels zeitaufgelöst erfasst und sein Wert zu einem zyklisch wiederkehrenden Zeitpunkt des Arbeitspiels zusammen mit dem zu diesem Zeitpunkt gehörenden Kurbelwellenwinkel ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter der Zündzeitpunkt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter die Brennraumtemperatur zu einem zyklisch wiederkehrenden Zeitpunkt des Motorzyklus ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter die durchschnittliche Brennraumtemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter der Verlauf der Brennraumtemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter die Drehzahl des Motors ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine keramische Glühkerze (5) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des elektrischen Widerstands ein konstanter Prüfstrom in die Glühkerze (5) eingespeist wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des elektrischen Widerstands eine konstante Prüfspannung an die Glühkerze (5) angelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glühstrom, der zum Erhitzen der Glühkerze (5) eingespeist wird, zur Ermittlung des Verbrennungsparameters unterbrochen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand der Glühkerze (5) in Zeitabständen von weniger als 0,01 Sekunden, insbesondere weniger als 0,005 Sekunden, gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2, 3) eine oder mehrere der folgenden Motorkomponenten einstellt: Drosselklappe, Abgasrückführventil, Einspritzanlage, Turbolader, Nockenwellenverstellung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter bei laufendem Motor ermittelt wird.
Motorsteuersystem mit einem Steuergerät (1, 4), einer Glühkerze (5) und einem Aktor (2, 3), wobei das Steuergerät (1, 4) im Betrieb den Verlauf des elektrischen Widerstands der Glühkerze (5) erfasst, aus dessen Temperaturabhängigkeit einen Wert für einen Verbrennungsparameter, insbesondere den Zündzeitpunkt und/oder die Brennraumtemperatur, ermittelt und den Aktor (2, 3) in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert betätigt dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsparameter als Funktion des Kurbelwellenwinkels zeitaufgelöst erfasst und sein Wert zu einem zyklisch wiederkehrenden Zeitpunkt des Arbeitspiels zusammen mit dem zu diesem Zeitpunkt gehörenden Kurbelwellenwinkel ausgewertet wird.
Motorsteuersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1, 4) eine Motorsteuereinheit (1) zum Steuern des Aktors (2, 3) und eine Glühkerzensteuereinheit (4) zur Ansteuerung der Glühkerze (5) umfasst, wobei im Betrieb ein Wert für einen Verbrennungsparameter von der Glühkerzensteuereinheit (4) ermittelt und an die Motorsteuereinheit (1) gemeldet wird.