DE102007061226B4 - Method for determining the combustion chamber pressure profile of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Brennraumdruckverlaufs (pi(t), p (a)) mindestens eines Zylinders (Zi) einer Brennkraftmaschine (1) aus einer Größe, welche die Kurbelwellendrehzahl (n) repräsentiert, insbesondere einem Signal eines Kurbelwellen- oder Nockenwellendrehwinkelsensors (SN), und einer gefilterten charakteristischen Größe (CharGi), welche den Brennraumdruck (pi) repräsentiert, insbesondere einem gefilterten Signal eines Brennraumdrucksensors (DS), wobei im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (1) die gefilterte charakteristische Größe (CharGi) des Brennraumdruckverlaufs (pi(t), p (a)) bei verschiedenen Drehzahlen (nj) erfasst wird, und der Zusammenhang zwischen Drehzahl (nj) und Verschiebung (Δφj) der charakteristischen Größe (CharGi,j) des Brennraumdruckverlaufs relativ zum Oberen Totpunkt (OT) des Zylinders (Z) ermittelt wird, gekennzeichnet dadurch, dass bei der Korrektur der gefilterten charakteristischen Größe (CharGi) der thermodynamische Verlustwinkel berücksichtigt wird, wobei eine Lage eines Druckmaximums korrigiert wird.Method for determining the combustion chamber pressure profile (pi(t), p(a)) of at least one cylinder (Zi) of an internal combustion engine (1) from a variable which represents the crankshaft speed (n), in particular a signal from a crankshaft or camshaft rotation angle sensor (SN) , and a filtered characteristic variable (CharGi) which represents the combustion chamber pressure (pi), in particular a filtered signal from a combustion chamber pressure sensor (DS), with the filtered characteristic variable (CharGi) of the combustion chamber pressure curve (pi(t) , p (a)) at different speeds (nj), and the relationship between speed (nj) and displacement (Δφj) of the characteristic variable (CharGi,j) of the combustion chamber pressure curve relative to top dead center (TDC) of the cylinder (Z) is determined, characterized in that the correction of the filtered characteristic quantity (CharGi) takes into account the thermodynamic loss angle, w where a position of a pressure maximum is corrected.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens mit deren Hilfe der Brennraumdruckverlauf mindestens eines Zylinders einer Brennkraftmaschine bestimmt werden kann.The present invention relates to a method, a device and a computer program for carrying out the method, with the aid of which the combustion chamber pressure profile of at least one cylinder of an internal combustion engine can be determined.

Die weltweit steigenden Anforderungen an moderne Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, bezüglich der Schadstoffemissionen erfordern unter anderem auch die Entwicklung neuer Brennverfahren zur innermotorischen Emissionsreduktion. Vielen dieser neu entwickelten Brennverfahren ist gemeinsam, dass aus systembedingten Gründen bereits bei stationärem Betrieb der Brennverlauf in jedem Zylinder unterschiedlich sein kann. Dies führt wiederum zu zylinderindividuell unterschiedlichen Schadstoff- und Geräuschemissionen, was unerwünscht ist.The worldwide increasing demands on modern internal combustion engines, especially diesel engines, with regard to pollutant emissions also require the development of new combustion processes for internal engine emission reduction. What many of these newly developed combustion processes have in common is that, for system-related reasons, the combustion process in each cylinder can be different even during stationary operation. This in turn leads to different pollutant and noise emissions for each individual cylinder, which is undesirable.

Ein probates Mittel, um die zylinderindividuellen Unterschiede innerhalb einer Brennkraftmaschine auszugleichen, besteht darin, den Brennraumdruckverlauf mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine zu erfassen und bei der Steuerung der Brennkraftmaschine entsprechend zu berücksichtigen. Um eine solche brennraumdruckgeführte Regelung zur Optimierung der Verbrennung, beispielsweise durch Verschiebung der Einspritzung beziehungsweise der Korrektur von Mengen- oder Stellerfehlern, einsetzen zu können, muss der Brennraumdruck mittels eines Brennraumdrucksensors gemessen werden. Diese Drucksensoren haben ein analoges Ausgangssignal, das zur Vermeidung von Aliasing mit einem Hardware-Tiefpassfilter gefiltert werden. Gleichzeitig beziehungsweise anschließend ist noch eine Analog/DigitalWandlung erforderlich, die zeitsynchron oder kurbelwellensynchron erfolgen kann. Bei einer zeitsynchronen Darstellung des Druckverlaufs wird der Druck p (t) als Funktion der Zeit t dargestellt. Bei einer winkelsynchronen Darstellung des Druckverlaufs wird der Druck p (α) als Funktion des Kurbelwinkels α dargestellt. Beide Darstellungen sind gleichwertig und können ineinander übergeführt werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird nachfolgend nur eine Darstellung beschrieben, obwohl beide Darstellungen im Zusammenhang mit der beanspruchten Erfindung gleichwertig sind.A tried and tested means of compensating for the cylinder-specific differences within an internal combustion engine consists in detecting the combustion chamber pressure profile of at least one cylinder of the internal combustion engine and taking it into account accordingly when controlling the internal combustion engine. In order to be able to use such a combustion-chamber-pressure-controlled regulation to optimize combustion, for example by shifting the injection or correcting quantity or actuator errors, the combustion-chamber pressure must be measured using a combustion-chamber pressure sensor. These pressure sensors have an analog output signal that is filtered with a hardware low-pass filter to avoid aliasing. At the same time or afterwards, an analog/digital conversion is required, which can be time-synchronous or crankshaft-synchronous. In the case of a time-synchronous display of the pressure profile, the pressure p(t) is displayed as a function of the time t. In an angle-synchronous display of the pressure profile, the pressure p (α) is displayed as a function of the crank angle α. Both representations are equivalent and can be converted into one another. For the sake of clarity, only one representation is described below, although both representations are equivalent in the context of the claimed invention.

Durch das Anti-Aliasing-Filter wird das Ausgangssignal des Drucksensors zeitlich verzögert. Dabei hängt die Verzögerung von der Filtereckfrequenz und den Toleranzen der verwendeten Bauteile des Anti-Aliasing-Filters ab.The anti-aliasing filter delays the output signal of the pressure sensor. The delay depends on the filter corner frequency and the tolerances of the components used in the anti-aliasing filter.

Aus der Veröffentlichung der Patentschrift DE 37 21 162 C3 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Brennraumdruckverlaufs einer Brennkraftmaschine bekannt. Im Rahmen dieses Verfahrens ist beispielsweise bekannt, über die Kurbelwellendrehzahl mit Hilfe eines Korrekturwerts eine dem Zylindermaximaldruck zugeordnete Winkellage zu korrigieren. Hierbei wird eine durch ein Detektionssystem bedingte Zeitverzögerung addiert.From the publication of the patent specification DE 37 21 162 C3 a method for determining the combustion chamber pressure profile of an internal combustion engine is known. Within the scope of this method, it is known, for example, to correct an angular position assigned to the maximum cylinder pressure via the crankshaft speed with the aid of a correction value. A time delay caused by a detection system is added here.

Des Weiteren sind die Offenlegungsschriften DE 102 37 221 A1 und DE 10 2007 006 666 A1 bekannt.Furthermore, the disclosure documents DE 102 37 221 A1 and DE 10 2007 006 666 A1 known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unvermeidbare Verzögerung, zwischen dem tatsächlichen Brennraumdruck und dem von Brennraumdrucksensor ermittelten und anschließend gefilterten Signal, bestmöglich zu kompensieren und dadurch ein verbessertes Eingangssignal für ein Steuergerät der Brennkraftmaschine bereitzustellen.The invention is based on the object of optimally compensating for the unavoidable delay between the actual combustion chamber pressure and the signal determined by the combustion chamber pressure sensor and then filtered, and thereby providing an improved input signal for a control unit of the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Bestimmung des Brennraumdruckverlaufs pi (t), pi (a) mindestens eines Zylinders Zi einer Brennkraftmaschine aus einer Größe, welche die Kurbelwellendrehzahl n repräsentiert, insbesondere einem Signal eines Kurbelwellen- oder Nockenwellendrehwinkelsensors SN, und einer gefilterten charakteristischen Größe CharGi, welche den Brennraumdruck pi repräsentiert, insbesondere einem gefilterten Signal eines Brennraumdrucksensors DS, dadurch gelöst, dass im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine die gefilterte charakteristische Größe CharGi,j des Brennraumdruckverlaufs pi (t), pi (a) bei verschiedenen Drehzahlen nj erfasst wird, und dass der Zusammenhang zwischen Drehzahl nj und Verschiebung Δφj der charakteristischen Größe CharGi,j des Brennraumdruckverlaufs pi (t), pi (α) relativ zum Oberen Totpunkt OT des Zylinders Zi ermittelt wird. Im Rahmen dieser Kompensation wird bei der Bestimmung der Laufzeitverschiebung der gefilterten charakteristischen Größe vorteilhafterweise auch der thermodynamische Verlustwinkel berücksichtigt. Hierdurch wird eine Lage des Druckmaximums korrigiert. Der thermodynamische Verlustwinkel beschreibt die durch innermotorische Verluste einer realen Brennkraftmaschine verursachte Verschiebung des Druckmaximums vor den OT. Nähere Angaben finden sich in dem Artikel „Definition und Eigenschaften des thermodynamischen Verlustwinkels von Kolbenmaschinen“ von Günther Hohenberg in „Automobilindustrie, 4, 1976“, auf die hiermit Bezug genommen wird.According to the invention, this object is achieved in a method for determining the combustion chamber pressure profile p i (t), p i (a) of at least one cylinder Z i of an internal combustion engine from a variable which represents the crankshaft speed n, in particular a signal from a crankshaft or camshaft rotation angle sensor SN, and a filtered characteristic variable CharGi, which represents the combustion chamber pressure p i , in particular a filtered signal from a combustion chamber pressure sensor DS, solved in that the filtered characteristic variable CharG i,j of the combustion chamber pressure curve p i (t), p i (a) is detected at different speeds n j , and that the connection between speed n j and displacement Δφ j of the characteristic variable CharG i,j of the combustion chamber pressure curve p i (t), p i (α) is determined relative to top dead center TDC of cylinder Z i becomes. Within the scope of this compensation, the filtered characteristic quantity is advantageous when determining the propagation time shift The thermodynamic loss angle is also taken into account. As a result, a position of the maximum pressure is corrected. The thermodynamic loss angle describes the displacement of the pressure maximum before TDC caused by internal engine losses of a real internal combustion engine. More information can be found in the article "Definition and properties of the thermodynamic loss angle of piston machines" by Günther Hohenberg in "Automobilindustrie, 4, 1976", to which reference is hereby made.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt den Umstand aus, dass die Laufzeitverschiebung des Sensorsignals innerhalb des Filters und eines A/D-Wandlers zeitlich konstant ist. Diese Laufzeitverschiebung führt bei unterschiedlichen Drehzahlen zu unterschiedlichen Verschiebungen der charakteristischen Größe relativ zum oberen Totpunkt des betreffenden Zylinder Zi. Dieser lineare Zusammenhang kann, nachdem er einmal erfasst wurde, im Steuergerät zur Kompensation der Laufzeitverschiebung des Signals des Brennraumdrucksensors in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine genutzt werden.The method according to the invention utilizes the fact that the propagation time shift of the sensor signal is constant over time within the filter and an A/D converter. At different speeds, this shift in transit time leads to different shifts in the characteristic variable relative to the top dead center of the relevant cylinder Z i . Once it has been recorded, this linear relationship can be used in the control unit to compensate for the shift in transit time of the signal from the combustion chamber pressure sensor as a function of the speed of the internal combustion engine.

Dadurch ist es möglich, die Steuerung des oder der Zylinder der Brennkraftmaschine aufgrund des besseren Eingangssignals genauer zu steuern und zu regeln und dadurch das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine ohne zusätzliche Hardwareanforderungen zu verbessern. Infolgedessen verbessern sich Emissionsverhalten, Laufruhe und Kraftstoffverbrauch in der gewünschten Weise.This makes it possible to more precisely control and regulate the control of the cylinder or cylinders of the internal combustion engine due to the better input signal and thereby improve the operating behavior of the internal combustion engine without additional hardware requirements. As a result, emission behavior, smooth running and fuel consumption improve in the desired way.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Zusammenhang zwischen Drehzahl und Verschiebung der charakteristischen Größe des Brennraumdruckverlaufs relativ zum oberen Totpunkt des oder der Zylinder durch eine Regressionsanalyse, insbesondere durch eine lineare Regression, ermittelt wird. Die Regeressionsanalyse ist einfach implementierbar und kann, wie das gesamte erfindungsgemäße Verfahren, während des Betriebs der Brennkraftmaschine in vorgegebenen Zeitabständen ausgeführt werden, um eine eventuelle Drift zu kompensieren.A further embodiment of the method according to the invention provides that the relationship between speed and displacement of the characteristic variable of the combustion chamber pressure curve relative to the top dead center of the cylinder or cylinders is determined by a regression analysis, in particular by a linear regression. The regression analysis is easy to implement and, like the entire method according to the invention, can be carried out at predetermined time intervals during operation of the internal combustion engine in order to compensate for any drift.

In weiterer vorteilhafter Ergänzung der Erfindung wird der Zusammenhang zwischen der Drehzahl und der Verschiebung der charakteristischen Größe relativ zum oberen Totpunkt des Zylinders zur Korrektur des Signals der gefilterten charakteristischen Größe eingesetzt werden. Infolgedessen ist es möglich, die Laufzeitverschiebung zumindest nahezu vollständig zu kompensieren und dadurch ein deutlich verbessertes Eingangssignal des Brennraumdrucks für das Steuergerät bereitzustellen.In a further advantageous addition to the invention, the relationship between the speed and the displacement of the characteristic variable relative to the top dead center of the cylinder is used to correct the signal of the filtered characteristic variable. As a result, it is possible to at least almost completely compensate for the shift in running time and thereby provide a significantly improved input signal for the combustion chamber pressure for the control unit.

Wegen des vergleichsweise einfachen funktionalen Zusammenhangs zwischen Drehzahl und Verschiebung der charakteristischen Größe ist auch die zusätzliche Belastung des Steuergeräts durch die Kompensation der Laufzeitverschiebung in aller Regel unproblematisch und kann ohne erhöhte Anforderung an die Hardware des Steuergeräts umgesetzt und implementiert werden. Daher ist es auch möglich, bei bereits in Serie gefertigten Steuergeräten das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Software-Update zu implementieren und dadurch die erfindungsgemäßen Vorteile auch bei bereits in Serie gefertigten Steuergeräten beziehungsweise Brennkraftmaschinen zu realisieren.Due to the comparatively simple functional relationship between the speed and the shift in the characteristic variable, the additional load on the control unit due to the compensation for the runtime shift is usually unproblematic and can be implemented without increased demands on the hardware of the control unit. It is therefore also possible to implement the method according to the invention in a software update for control devices that are already in series production and thereby to realize the advantages according to the invention even in control devices or internal combustion engines that are already in series production.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach der Korrektur der gefilterten charakteristischen Größe ein Offset-Winkel φOffset zwischen dem oberen Totpunkt und dem Winkel φmax bestimmt wird, an dem die charakteristische Größe vorliegt, und dass dieser Offset-Winkel zur Korrektur der Position eines Geberrads des Drehwinkelsensors herangezogen wird.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that after the correction of the filtered characteristic variable, an offset angle φ offset between the top dead center and the angle φ max at which the characteristic variable is present is determined, and that this offset angle is Correction of the position of a sensor wheel of the angle of rotation sensor is used.

Dadurch ist es möglich, eventuelle Winkelfehler des Geberrads relativ zur Kurbelwelle, die sich beispielsweise durch Fertigungstoleranzen oder Montageungenauigkeiten ergeben, zu kompensieren. Dieser Offsetwinkel ist keinen zeitlichen Änderungen unterworfen, so dass es ausreicht, diese Kompensation einmal bei der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine durchzuführen und den dabei ermittelten Offsetwinkel φOffset im Steuergerät abzuspeichern. Je nach Art der Ungenauigkeit kann der Offsetwinkel φOffset für alle Zylinder einer Brennkraftmaschine unterschiedlich oder gleich sein. Wegen der verbesserten Genauigkeit wird bevorzugt ein zylinderindividueller Offsetwinkel φOffset,i im Steuergerät abgespeichert.This makes it possible to compensate for any angular errors of the sensor wheel relative to the crankshaft, which result, for example, from manufacturing tolerances or assembly inaccuracies. This offset angle is not subject to any changes over time, so that it is sufficient to carry out this compensation once when the internal combustion engine is started up and to store the offset angle φ offset determined in the process in the control unit. Depending on the type of inaccuracy, the offset angle φ offset can be different or the same for all cylinders of an internal combustion engine. Because of the improved accuracy, a cylinder-specific offset angle φ Offset,i is preferably stored in the control unit.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann Vorteilhafterweise auf alle Zylinder einer Brennkraftmaschine angewandt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn alle Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraumdrucksensor ausgestattet sind, da aufgrund der Fertigungstoleranzen der bei den Anti-Aliasing-Filtern verwendeten Bauteile auch die Laufzeitverschiebungen der Filter von Zylinder zu Zylinder Streuungen aufweisen. Durch die zylinderindividuelle Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können damit auch die Streuungen der Anti-Aliasing-Filter einer Brennkraftmaschine kompensiert werden. The method according to the invention can advantageously be applied to all cylinders of an internal combustion engine. This applies in particular when all cylinders of an internal combustion engine are equipped with a combustion chamber pressure sensor, since the runtime shifts of the filters from cylinder to cylinder also show scatter due to the manufacturing tolerances of the components used in the anti-aliasing filters. The scattering of the anti-aliasing filter of an internal combustion engine can thus also be compensated for by the cylinder-specific application of the method according to the invention.

Eine besonders günstige, weil einfach zu detektierende und bezüglich der Rechenzeit vergleichsweise anspruchslose charakteristische Größe des Brennraumdruckverlaufs ist das Maximum des Brennraumdrucks. Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, andere charakteristische Größen, wie beispielsweise den Median des Integrals über den Druckanstieg während des Verdichtungs- und des Arbeitstaktes zu ermitteln.The maximum of the combustion chamber pressure is a particularly favorable characteristic variable of the combustion chamber pressure curve, because it is easy to detect and comparatively undemanding in terms of computing time. Of course, it is also possible as an alternative to determine other characteristic variables, such as the median of the integral over the pressure increase during the compression and power strokes.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird zur Filterung der charakteristischen Größe des Brennraumdrucksensor ein Anti-Aliasing-Filter, bevorzugt ein Tiefpassfilter und besonders bevorzugt ein Hardware-Tiefpassfilter eingesetzt.In a further advantageous embodiment of the invention, an anti-aliasing filter, preferably a low-pass filter and particularly preferably a hardware low-pass filter, is used to filter the characteristic variable of the combustion chamber pressure sensor.

Die erfindungsgemäßen Vorteile können auch mit einem Computerprogramm und einem Steuergerät für eine Brennkraftmaschine realisiert werden.The advantages according to the invention can also be realized with a computer program and a control unit for an internal combustion engine.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Vorteile können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous configurations of the invention can be found in the following drawing, its description and the patent claims. All advantages disclosed in the drawing, its description and the patent claims can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine und
  • 2 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Ausgleichsgerade und
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In the drawings show:
  • 1 a schematic representation of an internal combustion engine and
  • 2 a regression line obtained by the method according to the invention and
  • 3 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt eine stark vereinfachte und auf das für die beanspruchte Erfindung Wesentliche beschränkte Brennkraftmaschine 1. Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Zylinderbank mit insgesamt vier Zylindern Z1, Z2, Z3 und Z4 auf. Jedem der insgesamt vier Zylinder Z1 bis Z4 ist ein Brennraumdrucksensor DS1, DS2, DS3 und DS4 zugeordnet. 1 1 shows a greatly simplified internal combustion engine 1 which is restricted to what is essential for the claimed invention. The internal combustion engine 1 has a cylinder bank with a total of four cylinders Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 . A combustion chamber pressure sensor DS 1 , DS 2 , DS 3 and DS 4 is assigned to each of the four cylinders Z 1 to Z 4 .

Diese Brennraumdrucksensoren DSi arbeiten in aller Regel analog und erfassen daher zeitlich hoch aufgelöst die Druckverläufe pi (t), pi (a) in den Brennräumen der Brennkraftmaschine 1. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch anwendbar, wenn nur ein Drucksensor DS1 je Zylinderbank vorhanden ist. In diesem Fall erfolgt die Korrektur der Signalverzögerung für alle Zylinder Z1 um den mit Hilfe des Leitzylinders Z1 ermittelten Wert.These combustion chamber pressure sensors DS i usually work analogously and therefore record the pressure curves p i (t), p i (a) in the combustion chambers of the internal combustion engine 1 with high temporal resolution. The method according to the invention can also be used if there is only one pressure sensor DS 1 per cylinder bank is available. In this case, the signal delay for all cylinders Z 1 is corrected by the value determined using the lead cylinder Z 1 .

An einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist ein Geberrad G drehfest angebracht, das mit einem Drehwinkelsensor SN, der am Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1 befestigt ist, zusammenwirkt. Drehwinkelsensoren SN mit einem Geberrad G sind seit langem Stand der Technik und einem Fachmann auf dem Gebiet der Motorsteuerung hinlänglich bekannt, so dass auf deren Beschreibung im Zusammenhang mit der beanspruchten Erfindung verzichtet werden kann.On a crankshaft of the internal combustion engine (not shown), a sensor wheel G is attached in a torque-proof manner and interacts with a rotation angle sensor SN, which is attached to the crankcase of the internal combustion engine 1 . Angle of rotation sensors SN with a transmitter wheel G have long been prior art and are well known to a person skilled in the field of motor control, so that their description in connection with the claimed invention can be omitted.

Die Ausgangssignale des Drehwinkelsensors SN werden über eine Signalleitung (ohne Bezugszeichen) einem Steuergerät 3 der Brennkraftmaschine zugeführt. Dort werden sie aufbereitet und die „Zahnzeiten“ des Geberrads D in Drehwinkel φ und/oder eine Drehzahl n der Kurbelwelle umgewandelt.The output signals of the rotation angle sensor SN are fed to a control unit 3 of the internal combustion engine via a signal line (no reference number). There they are processed and the "tooth times" of the sensor wheel D are converted into a rotation angle φ and/or a speed n of the crankshaft.

Bei der Montage des Geberrads G an der Kurbelwelle ist selbstverständlich darauf zu achten, dass das Geberrad G in der gewünschten Position mit größtmöglicher Genauigkeit montiert wird. Wenn nämlich das Geberrad G relativ zur Kurbelwelle verdreht ist, dann ergibt sich ein Winkelfehler zwischen dem vom Drehwinkelsensor SN erfassten Drehwinkel φ und der tatsächlichen Stellung der Kurbelwelle relativ zum Kurbelgehäuse. Dieser systematische Fehler führt beispielsweise dazu, dass alle Winkelangaben fehlerbehaftet sind. Infolgedessen sind naturgemäß auch alle drehwinkelabhängigen Ansteuerungen der Brennkraftmaschine mit einem systematischen Fehler behaftet, was die Präzision der Ansteuerung und damit das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine 1 negativ beeinflusst.When installing the sensor wheel G on the crankshaft, it must of course be ensured that the sensor wheel G is installed in the desired position with the greatest possible accuracy. If the sensor wheel G is turned relative to the crankshaft, then there is an angular error between the angle of rotation φ detected by the angle of rotation sensor SN and the actual position of the crankshaft relative to the crankcase. This systematic error means, for example, that all angle specifications are incorrect. As a result, all controls of the internal combustion engine that are dependent on the angle of rotation are naturally subject to a systematic error, which negatively affects the precision of the control and thus the operating behavior of the internal combustion engine 1 .

Zwischen den Brennraumdrucksensoren DS1 bis DS4 ist jeweils ein Hardwarefilter 5.1, 5.2, 5.3 und 5.4 angeordnet. Die Hardwarefilter 5.1. bis 5.4 sind als Anti-Aliasing-Filter ausgebildet und dienen dazu, das analoge Signal der Sensoren DS1 bis DS4 zur Vermeidung von Aliasing zu filtern. Gleichzeitig wird eine Analog-Digital-Umwandlung vorgenommen, die entweder zeitsynchron oder kurbelwellenwinkelsynchron erfolgen kann.A hardware filter 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4 is arranged between each of the combustion chamber pressure sensors DS 1 to DS 4 . The hardware filters 5.1. to 5.4 are designed as anti-aliasing filters and are used to filter the analog signal of the sensors DS 1 to DS 4 to avoid aliasing. At the same time, an analog-to-digital conversion is carried out, which can take place either synchronously in time or synchronously with the crankshaft angle.

Nachteilig an der Anti-Aliasing-Filterung der Ausgangssignale der Brennraumdrucksensoren DS1 bis DS4 ist, dass durch die Filterung das Ausgangssignal der Brennraumdrucksensoren DS1 bis DS4 verzögert wird. Der Betrag dieser Verzögerung hängt unter anderem von der Filtereckfrequenz der Anti-Aliasing-Filter 5 ab.A disadvantage of the anti-aliasing filtering of the output signals of the combustion chamber pressure sensors DS 1 to DS 4 is that the output signal of the combustion chamber pressure sensors DS 1 to DS 4 is delayed as a result of the filtering. The amount of this delay depends, among other things, on the filter corner frequency of the anti-aliasing filter 5 .

Dadurch entsteht bei der Zuordnung der zeit- oder winkelsynchron erfassten Druckwerte der Brennraumdrucksensoren DS zu der jeweiligen Kurbelwellenposition eine Verschiebung, die linear von der Drehzahl abhängt. Diese lineare Abhängigkeit ist dadurch bedingt, dass die Verzögerung des Ausgangssignals der Brennraumdrucksensoren DS in den nachgeordneten Filtern 5 zeitlich konstant ist.As a result, when the time-synchronously or angle-synchronously recorded pressure values of the combustion chamber pressure sensors DS are assigned to the respective crankshaft position, there is a shift that is linearly dependent on the engine speed. This linear dependency is due to the fact that the delay in the output signal of the combustion chamber pressure sensors DS in the downstream filters 5 is constant over time.

In anderen Worten: Da die Laufzeitverschiebung innerhalb der Filter eine Konstante ist, kann über die Steigung einer Ausgleichsgeraden, die Laufzeitverschiebung quantifiziert und anschließend im Steuergerät entsprechend korrigiert werden.In other words: Since the runtime shift within the filter is a constant, the runtime shift can be quantified via the gradient of a regression line and then corrected accordingly in the control unit.

In 2 ist dieser erwähnte lineare Zusammenhang zwischen Drehzahlen der Kurbelwelle und dem Kurbelwellenwinkel φ in Diagrammform dargestellt.In 2 this mentioned linear relationship between the rotational speeds of the crankshaft and the crankshaft angle φ is shown in diagram form.

Beispielhaft ist auf der X-Achse dieses Diagramms der für Dieselbrennkraftmaschinen relevante Drehzahlbereich aufgetragen.The speed range relevant for diesel internal combustion engines is plotted on the x-axis of this diagram as an example.

An der Y-Achse ist der Verschiebungswinkel Δφ aufgetragen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nun vorgesehen, den Zusammenhang zwischen der Verschiebung Δφ in Abhängigkeit von verschiedenen Drehzahlen n zu ermitteln und aus den ermittelten Wertepaaren zwischen Δφ und Drehzahl n eine Ausgleichsgerade zu berechnen. Die Ausgleichsgerade ist in 2 mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Um die Ausgleichsgerade 7 herum sind verschiedene Wertepaare in Form von Punkten angedeutet. Aus diesen Wertepaaren kann die Ausgleichsgerade 7 durch eine lineare Regression gewonnen werden.The displacement angle Δφ is plotted on the Y-axis. In the method according to the invention, it is now provided to determine the relationship between the shift Δφ as a function of different speeds n and to calculate a regression line from the pairs of values determined between Δφ and speed n. The line of best fit is in 2 provided with the reference number 7. Various pairs of values are indicated in the form of points around the regression line 7 . The regression line 7 can be obtained from these pairs of values by means of a linear regression.

Eine wichtige Größe der Ausgleichsgeraden 7 ist die Steigung m. Die Steigung m der Ausgleichsgeraden 7 ist durch ein Steigungsdreieck 9 zeichnerisch dargestellt. Die Steigung m der Ausgleichsgeraden 7 hängt von der Bauart des Filters 5 ab. Außerdem ist sie von den individuellen Toleranzen der bei den Filtern 5.1, 5.2, 5.3 und 5.4 eingesetzten elektronischen Bauteile abhängig und muss daher für jeden Filter 5 individuell ermittelt werden. Des Weiteren unterliegt die Steigung der Ausgleichsgeraden 7, ebenso wie deren Lage relativ zum Koordinatenursprung einer gewissen Drift.An important variable of the straight line 7 is the slope m. The slope m of the straight line 7 is shown in the drawing by a slope triangle 9 . The gradient m of the regression line 7 depends on the design of the filter 5 . In addition, it depends on the individual tolerances of the electronic components used in the filters 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4 and must therefore be determined individually for each filter 5. Furthermore, the slope of the regression line 7, as well as its position relative to the coordinate origin, is subject to a certain drift.

Ein Offset-Winkel φ-Offset, welcher dem Achsenabschnitt der Ausgleichsgeraden 7 an der Y-Achse entspricht, ist ein Maß für die Abweichung des Geberrads G von der tatsächlichen Stellung der Kurbelwelle. Diese Abweichung kann durch Montagefehler und/oder Fertigungstoleranzen entstehen. Da diese Abweichung beziehungsweise der Offset-Winkel φOffset durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls erkannt und quantifiziert wird, kann sie anschließend im Steuergerät 3 zur Korrektur der Winkelerfassung des Drehwinkelsensors SN genutzt werden.An offset angle φ offset, which corresponds to the intercept of the regression line 7 on the Y axis, is a measure of the deviation of the sensor wheel G from the actual position of the crankshaft. This deviation can be caused by assembly errors and/or manufacturing tolerances. Since this deviation or the offset angle φ offset is also recognized and quantified by the method according to the invention, it can then be used in the control unit 3 to correct the angle detection of the rotation angle sensor SN.

Bevorzugt wird der Offset-Winkel φOffset zylinderindividuell bestimmt und abgespeichert. Alternativ ist es auch möglich, den Offset-Winkel φOffset für einen Leitzylinder zu erfassen und diesen Offset-Winkel φOffset bei allen Zylindern zu verwenden.The offset angle φ offset is preferably determined and stored for each individual cylinder. Alternatively, it is also possible to detect the offset angle φ offset for a lead cylinder and to use this offset angle φ offset for all cylinders.

Wenn nun die mit Hilfe der Ausgleichsgeraden 7 die Steigung M und der Offset-Winkel φOffset der Ausgleichsgeraden festliegt, kann aus der Steigung mittels folgender Gleichung die Gruppenlaufzeit und daraus die Filterlaufzeit des betreffenden Filters umgerechnet werden: G r u p p e n l a u f z e i t = Δ φ pmax , korrigiert [ ° ] Δ n [ 1 / min ] 10 6 [ μ s / s ] 60 [ s / min ] 360 °

Figure DE102007061226B4_0001
If the gradient M and the offset angle φ offset of the best fit line are now determined with the help of the best fit line 7, the group delay time and from this the filter delay time of the relevant filter can be converted from the slope using the following equation: G right and p p e n l a and f e.g e i t = Δ φ pmax , corrected [ ° ] Δ n [ 1 / at least ] 10 6 [ µ s / s ] 60 [ s / at least ] 360 °
Figure DE102007061226B4_0001

Mit:

Δφpmax,korrigiert:
Änderung der um den thermodynamischen Verlustwinkel korrigierten Lage des Druckmaximums [°KW]
Δn:
Änderung der Drehzahl n [1/min]
With:
Δφpmax, corrected:
Change in the position of the maximum pressure corrected by the thermodynamic loss angle [°CA]
Δn:
Change in speed n [1/min]

Jedes Mal, wenn ein neuer Wert für die Gruppenlaufzeit vorliegt, wird dieser anschließend zur Kompensation der Filterlaufzeit verwendet. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Adaptionsalgorithmus erfolgen. T neu = T alt + α · T aktuell

Figure DE102007061226B4_0002
Mit:

τneu:
Zeit mit der die Signal-/Datenerfassung korrigiert wird
τalt:
Zeit mit der die Signal-/Datenerfassung bei der vorangegangenen Korrektur korrigiert wurde
α:
Lernfaktor
τaktuell:
Aktuell angelernte Zeit
Each time a new value for the group delay is available, it is then used to compensate for the filter delay. This can be done with the help of an adaptation algorithm, for example. T New = T old + a · T currently
Figure DE102007061226B4_0002
With:
τnew:
Time with which the signal/data acquisition is corrected
τold:
Time with which the signal/data acquisition was corrected in the previous correction
a:
learning factor
τcurrent:
Current learned time

Wenn jedoch die Kompensation genau genug ist, kann die Kompensation auch ohne Adaption erfolgen. Diese Korrektur wird bei der Datenerfassung des nächsten Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine entsprechend berücksichtigt.However, if the compensation is accurate enough, the compensation can also take place without adaptation. This correction is taken into account in the data acquisition of the next working cycle of the internal combustion engine.

Bei der kurbelwellenwinkelsynchronen Abtastung beziehungsweise der kurbelwellenwinkelsynchronen A/D-Wandlung der Ausgangssignale der Brennraumdrucksensoren 5 wird die gelernte Gruppenlaufzeit mittels der aktuellen Drehzahl n in einen Korrekturwinkel ΔφKorr umgerechnet. Dieser kann bei der Datenerfassung entsprechend berücksichtigt werden, indem der ganzzahlige Anteil durch Verschiebung der abgetasteten Werte berücksichtigt wird, und der nicht ganzzahlige Anteil durch Interpolation zwischen den Abtastpunkten berücksichtigt wird.During the crankshaft-angle-synchronous sampling or the crankshaft-angle-synchronous A/D conversion of the output signals of the combustion chamber pressure sensors 5, the learned group delay time is converted into a correction angle ΔφCorr using the current speed n. This can be taken into account accordingly during data acquisition, in that the integral part is taken into account by shifting the sampled values, and the non-integer part is taken into account by interpolation between the sampling points.

Bei zeitsynchroner Abtastung wird die Kompensation durch Verschieben der Zeitstempel der einzelnen Abtastwerte erreicht.In the case of time-synchronous sampling, the compensation is achieved by shifting the time stamp of the individual sampling values.

In 3 ist stark vereinfacht das Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens als Blockschaltbild dargestellt.In 3 the flowchart of an exemplary embodiment of the method according to the invention is shown in a greatly simplified form as a block diagram.

Als geeignete, weil einfach und mit großer Genauigkeit zu erfassende charakteristische Größe des Brennraums, welche den Brennraumdruck präsentiert, ist das Maximum des Brennraumdrucks pmax besonders vorteilhaft.The maximum of the combustion chamber pressure p max is particularly advantageous as a characteristic variable of the combustion chamber which is suitable because it can be detected easily and with great accuracy and represents the combustion chamber pressure.

Wenn das Geberrad G ohne Toleranzen an der Kurbelwelle befestigt ist und der Druck im Brennraum ohne zeitliche Verzögerung der Stellung des Kolbens im Zylinder folgt und der Filter 5 ebenfalls keine Verzögerung des Signals der Brennraumdrucksensoren DS verursachen, müsste das Maximum des Brennraumdrucks pmax,i im Oberen Totpunkt OT auftreten.If the sensor wheel G is fastened to the crankshaft without tolerances and the pressure in the combustion chamber follows the position of the piston in the cylinder without a time delay and the filter 5 also does not cause a delay in the signal from the combustion chamber pressure sensors DS, the maximum combustion chamber pressure p max,i im Top dead center OT occur.

Da jedoch der Druck im Brennraum aufgrund der polytropen Zustandsänderung, welche das im Brennraum befindliche Gas aufgrund der Verdichtungs- und Expansionsbewegung des Kolbens erfährt, der Stellung des Kolbens und damit auch dem Drehwinkel der Kurbelwelle mit einer gewissen Verzögerung folgt, ist dieser Einfluss durch den sogenannten thermodynamischen Verlustwinkel zu kompensieren.However, since the pressure in the combustion chamber follows the position of the piston and thus also the angle of rotation of the crankshaft with a certain delay due to the polytropic change in state that the gas in the combustion chamber experiences due to the compression and expansion movement of the piston, this influence is due to the so-called to compensate for thermodynamic loss angle.

Des Weiteren müssen Ungenauigkeiten bei der Montage des Geberrads G an der Kurbelwelle, die sich in einem Offset-Winkel (φOffset) niederschlagen, kompensiert werden.Furthermore, inaccuracies in the assembly of the sensor wheel G on the crankshaft, which are reflected in an offset angle (φ offset ), must be compensated.

Unter Berücksichtigung dieser Effekte, ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Weiteres möglich, die von den Filtern 5 verursachten Laufzeitverzögerungen zu erfassen und entsprechend zu kompensieren.Taking these effects into account, it is easily possible with the method according to the invention to detect the propagation delays caused by the filters 5 and to compensate accordingly.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ablaufdiagramms dargestellt. Aus Gründen der Einfachheit wird jeweils nur der Brennraumdrucksensor DS1 und der zugehörige Filter 5.1 betrachtet. In einem ersten Funktionsblock 11 wird der Brennraumdruck vom ersten Brennraumdrucksensor DS1 zeitlich hoch aufgelöst erfasst. Anschließend wird in einem zweiten Funktionsblock 13 das analoge Ausgangssignal des Brennraumdrucksensors DS1 durch einen Tiefpassfilter gefiltert, so dass lediglich die niedrigen Frequenzen des Ausgangssignals des Brennraumdrucksensors DS1 das Filter passieren. Außerdem erfolgt eine Analog/Digital-(A/D)-Wandlung des Signals.In 3 an exemplary embodiment of a flow chart according to the invention is shown. For reasons of simplicity, only the combustion chamber pressure sensor DS1 and the associated filter 5.1 are considered. In a first function block 11, the combustion chamber pressure is recorded with a high temporal resolution by the first combustion chamber pressure sensor DS1. Then, in a second function block 13, the analog output signal of the combustion chamber pressure sensor DS1 is filtered by a low-pass filter, so that only the low frequencies of the output signal of the combustion chamber pressure sensor DS1 pass through the filter. In addition, the signal is analog/digital (A/D) converted.

Das solcherart aufbereitete Ausgangssignal wird in dem Steuergerät 3 zu einer charakteristischen Größe des Brennraumdrucks, bevorzugt der Lage φmax des Maximums des Brennraumdrucks pmax, aufbereitet. Dieser Schritt erfolgt in einem dritten Funktionsblock 15. Alternativ können auch andere charakteristische Größen aus dem Ausgangssignal des Brennraumdrucksensors DS gewonnen werden.The output signal processed in this way is processed in the control unit 3 to form a characteristic variable of the combustion chamber pressure, preferably the position φ max of the maximum of the combustion chamber pressure p max . This step takes place in a third function block 15. Alternatively, other characteristic variables can also be obtained from the output signal of the combustion chamber pressure sensor DS.

Parallel zur zeitlich hoch aufgelösten Erfassung des Brennraumdrucks wird am Drehwinkelsensor SN der Drehwinkel der Kurbelwelle ebenfalls mit hoher Auflösung erfasst. Das Ausgangssignal des Drehwinkelsensors SN wird ebenfalls in das Steuergerät 3 übermittelt und dort zu einem Drehwinkel φ und/oder einer Drehzahl n der Brennkraftmaschine aufbereitet. Anschließend wird unter Zuhilfenahme der Ausgangssignale der solcherart aufbereiteten Signale des Drehwinkelsensors SN und des Brennraumdrucksensors DS beziehungsweise des zugehörigen Anti-Aliasing-Filters 5 das erfindungsgemäße Verfahren in einem Funktionsblock 21 durchgeführt.Parallel to the temporally high-resolution detection of the combustion chamber pressure, the rotational angle of the crankshaft is also detected with high resolution at the rotational angle sensor SN. The output signal of the rotation angle sensor SN is also transmitted to the control unit 3 and processed there into a rotation angle φ and/or a speed n of the internal combustion engine. The method according to the invention is then carried out in a function block 21 with the aid of the output signals of the signals of the angle of rotation sensor SN and the combustion chamber pressure sensor DS or the associated anti-aliasing filter 5 which have been processed in this way.

In einem ersten Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine bei verschiedenen Drehzahlen der Brennkraftmaschine die zu dem Maximum des Brennraumdrucks gehörenden Winkelverschiebungen Δφ ermittelt. Aus diesen gemessenen Wertepaaren wird anschließend die Ausgleichsgerade 7 (siehe 2) ermittelt und in Abhängigkeit einer Steigung m der Ausgleichsgeraden 7 und dem Offsetwinkel φoffset in einem weiteren Funktionsblock 23 die Korrektur des Ausgangssignals des Filters 5 beziehungsweise eine Korrektur der vom Drehwinkelsensor SN gelieferten Informationen über den Drehwinkel φ der Kurbelwelle vorgenommen.In a first partial step of the method according to the invention, the angular displacements Δφ associated with the maximum of the combustion chamber pressure are preferably determined in overrun mode of the internal combustion engine at different speeds of the internal combustion engine. The regression line 7 is then calculated from these measured pairs of values (see 2 ) determined and depending on a slope m of the regression line 7 and the offset angle φ offset in a further function block 23 the correction of the output signal of the filter 5 or a correction of the information supplied by the rotation angle sensor SN about the rotation angle φ of the crankshaft.

Die weitere Steuerung der Brennkraftmaschine erfolgt mit dem erfindungsgemäß korrigierten Verlauf des Brennraumdrucks und führt, wegen der besseren Qualität des Verlaufs des Brennraumdrucks zu einem verbesserten Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine.The further control of the internal combustion engine takes place with the curve of the combustion chamber pressure corrected according to the invention and, because of the better quality of the curve of the combustion chamber pressure, leads to improved operating behavior of the internal combustion engine.

Claims (9)

Verfahren zur Bestimmung des Brennraumdruckverlaufs (pi (t), p (a)) mindestens eines Zylinders (Zi) einer Brennkraftmaschine (1) aus einer Größe, welche die Kurbelwellendrehzahl (n) repräsentiert, insbesondere einem Signal eines Kurbelwellen- oder Nockenwellendrehwinkelsensors (SN), und einer gefilterten charakteristischen Größe (CharGi), welche den Brennraumdruck (pi) repräsentiert, insbesondere einem gefilterten Signal eines Brennraumdrucksensors (DS), wobei im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (1) die gefilterte charakteristische Größe (CharGi) des Brennraumdruckverlaufs (pi (t), p (a)) bei verschiedenen Drehzahlen (nj) erfasst wird, und der Zusammenhang zwischen Drehzahl (nj) und Verschiebung (Δφj) der charakteristischen Größe (CharGi,j) des Brennraumdruckverlaufs relativ zum Oberen Totpunkt (OT) des Zylinders (Z) ermittelt wird, gekennzeichnet dadurch, dass bei der Korrektur der gefilterten charakteristischen Größe (CharGi) der thermodynamische Verlustwinkel berücksichtigt wird, wobei eine Lage eines Druckmaximums korrigiert wird.Method for determining the combustion chamber pressure profile (p i (t), p (a)) of at least one cylinder (Z i ) of an internal combustion engine (1) from a variable which represents the crankshaft speed (n), in particular a signal from a crankshaft or camshaft rotation angle sensor ( SN), and a filtered characteristic variable (CharG i ), which represents the combustion chamber pressure (p i ), in particular a filtered signal from a combustion chamber pressure sensor (DS), with the filtered characteristic variable (CharG i ) of the combustion chamber pressure curve during overrun operation of the internal combustion engine (1). (p i (t), p (a)) at different speeds (n j ) is recorded, and the relationship between speed (n j ) and shift (Δφ j ) of the characteristic variable (CharG i,j ) of the combustion chamber pressure curve relative to Top dead center (OT) of the cylinder (Z) is determined, characterized in that when correcting the filtered characteristic variable (CharG i ) of the thermodynamic loss angle is taken into account, with a position of a pressure maximum being corrected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen Drehzahl (nj) und Verschiebung (Δφj) der charakteristischen Größe (CharGi,j) des Brennraumdruckverlaufs (pi(t), p (a)) relativ zum Oberen Totpunkt (OT) des Zylinders (Zi) durch eine Regressionsanalyse, insbesondere eine lineare Regression, ermittelt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the relationship between speed (n j ) and displacement (Δφ j ) of the characteristic variable (CharG i,j ) of the combustion chamber pressure curve (p i (t), p (a)) relative to top dead center (TDC) of the Cylinder (Zi) is determined by a regression analysis, in particular a linear regression. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen der Drehzahl (nj) und der Verschiebung (Δφj) der charakteristischen Größe (CharGi,j) des Brennraumdruckverlaufs (pi(t), p (a)) relativ zum Oberen Totpunkt (OT) des Zylinders (Zi) zur Korrektur des Signals der gefilterten charakteristischen Größe (CharGi,j) eingesetzt wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the relationship between the speed (n j ) and the displacement (Δφ j ) of the characteristic variable (CharG i,j ) of the combustion chamber pressure curve (pi(t), p (a)) relative to top dead center (TDC) of the cylinder (Zi) to correct the signal of the filtered characteristic quantity (CharG i,j ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Korrektur der gefilterten charakteristischen Größe (CharGi,j) ein Offset-Winkel (φOffset) zwischen dem Oberen Totpunkt (OT, φ = 0) und dem Winkel (φmax) bestimmt wird, und dass der Offset-Winkel (φOffset) zur Korrektur der Position eines Geberrads (G) des Drehwinkelsensors (SN) herangezogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the correction of the filtered characteristic variable (CharG i,j ) an offset angle (φ offset ) between the top dead center (OT, φ = 0) and the angle (φ max ) is determined, and that the offset angle (φ offset ) to correct the position of a transmitter wheel (G) of the rotation angle sensor (SN) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei allen Zylinder (Zi) der Brennkraftmaschine (1) angewandt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is applied to all cylinders (Z i ) of the internal combustion engine (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Größe (CharGi,j) des Brennraumdruckverlaufs (pi(t)) die Lage (φmax) des Maximums der Brennraumdrucks (pi,max) bezüglich des Oberen Totpunkts (OT) genutzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the position (φ max ) of the maximum of the combustion chamber pressure (p i ,max ) with respect to top dead center (OT ) is being used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Filterung der charakteristischen Größe (CharGi,j) ein Anti-Aliasing-Filter, bevorzugt ein Tiefpassfilter, und besonders bevorzugt ein Hardware-Tiefpassfilter, eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an anti-aliasing filter, preferably a low-pass filter and particularly preferably a hardware low-pass filter, is used to filter the characteristic quantity (CharG i,j ). Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn das Computerprogramm von einem Computer ausgeführt wird.Computer program with program code for carrying out all the steps according to one of the preceding claims when the computer program is executed by a computer. Vorrichtung, insbesondere Steuergerät für eine Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche arbeitet.Device, in particular control device for an internal combustion engine (1), characterized in that it operates according to one of the preceding method claims.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2993358B1 (en) * 2012-07-12 2015-06-12 Continental Automotive France METHOD FOR MEASURING PRESSURE INSIDE A CYLINDER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102012221245B4 (en) * 2012-11-21 2014-07-17 Continental Automotive Gmbh Method and device for detecting pre-ignition in an internal combustion engine
DE102012221249B3 (en) * 2012-11-21 2014-03-20 Continental Automotive Gmbh Method and device for detecting pre-ignition in an internal combustion engine
JP6631177B2 (en) 2015-11-10 2020-01-15 株式会社デンソー Control device for internal combustion engine
DE102019212275A1 (en) 2019-08-15 2021-02-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for adapting a detected camshaft position, control unit for carrying out the method, internal combustion engine and vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721162C3 (en) 1986-06-28 1996-06-20 Honda Motor Co Ltd Device for detecting an angular position of a crankshaft of an internal combustion engine associated with a cylinder maximum pressure during combustion
DE10237221A1 (en) 2001-08-22 2003-03-27 Avl List Gmbh Method and device for providing a crank angle-based signal method
DE102007006666A1 (en) 2007-02-10 2007-11-29 Daimlerchrysler Ag Method for operating a sensor signal based on a crank angle for controlling the operation of a vehicle comprises determining a revolution gradient from actual and previously acquired crank angle signals and correcting the sensor signal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721162C3 (en) 1986-06-28 1996-06-20 Honda Motor Co Ltd Device for detecting an angular position of a crankshaft of an internal combustion engine associated with a cylinder maximum pressure during combustion
DE10237221A1 (en) 2001-08-22 2003-03-27 Avl List Gmbh Method and device for providing a crank angle-based signal method
DE102007006666A1 (en) 2007-02-10 2007-11-29 Daimlerchrysler Ag Method for operating a sensor signal based on a crank angle for controlling the operation of a vehicle comprises determining a revolution gradient from actual and previously acquired crank angle signals and correcting the sensor signal

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