Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylindergleichstellung von Zylindern einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for cylinder equalization of cylinders of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 102 35 665 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Laufunruhe einer Brennkraftmaschine durch eine geeignete Verstellung der Einspritzmengen verringert wird. Hierzu wird ein Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine in einen Winkel-Frequenzbereich transformiert und die so gewonnenen Spektralanteile ausgewertet. Die niederfrequenten Spektralanteile, die im Wesentlichen die Laufunruhe der Brennkraftmaschine abbilden, werden durch Verstellung der Einspritzmengen zu Null geregelt, sodass die Laufunruhe reduziert wird. Die Ermittlung der verstellten Zylinder erfolgt anhand von Referenzphasen, die basierend auf einer Frequenzanalyse des Drehzahlsignals für jeden einzelnen Zylinder durch eine Verstellung der Einspritzmenge im Vorfeld ermittelt und in einem Steuergerät abgelegt werden. Durch einen Vergleich der aktuell ermittelten Phasen mit den Referenzphasen können die verstellten Zylinder identifiziert werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die Identifikation den verstellten Zylinder und die Zylindergleichstellung aufwändig ist. Weiterhin ändern sich die Referenzphasen infolge von Alterungserscheinungen der Brennkraftmaschine, sodass entweder verstellte Zylinder nicht mehr zuverlässig identifiziert werden können oder die Referenzphasen nach gewissen Zeitabständen aktualisiert werden müssen.From the DE 102 35 665 A1 a method is known in which the uneven running of an internal combustion engine is reduced by a suitable adjustment of the injection quantities. For this purpose, a speed signal of the internal combustion engine is transformed into an angular frequency range and evaluated the thus obtained spectral components. The low-frequency spectral components, which essentially represent the rough running of the internal combustion engine, are regulated to zero by adjusting the injection quantities, so that the running noise is reduced. The determination of the displaced cylinder is based on reference phases, which are determined based on a frequency analysis of the speed signal for each cylinder by adjusting the injection quantity in advance and stored in a control unit. By comparing the currently determined phases with the reference phases, the displaced cylinders can be identified. The disadvantage of this method is that the identification of the displaced cylinder and the cylinder equalization is complex. Furthermore, the reference phases change as a result of aging phenomena of the internal combustion engine, so that either obstructed cylinders can no longer be reliably identified or the reference phases must be updated after certain time intervals.
In der DE 196 33 066 A1 ist ein Verfahren zur zylinderselektiven Steuerung von Verbrennungsvorgängen bei Dieselmotoren beschrieben. Dabei dient eine Messvorrichtung mit zugehöriger Verarbeitungseinheit zur Erfassung des Kurbelwellendrehwinkels und zur Bestimmung der momentanen Kurbelwellendrehzahl. Aus der Kurbelwellendrehzahl ermittelt ein Steuergerät geeignete Kenngrößen, die in verschiedenen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine eine zylinderselektive Gleichstellung bzw. eine definierte Ungleichstellung der Mitteldrücke ermöglichen, wobei die Auswirkung von Bauteildifferenzen der Kraftstoffzuführung und des Verbrennungssystems auf den Verbrennungsvorgang minimiert werden. Es werden zylinderselektive Korrekturwerte ermittelt, die nach der Gleichstellung der Mitteldrücke in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zur definierten Ungleichstellung der Mitteldrücke verwendet werden. Die Gleichstellung bzw. definierte Ungleichstellung der definierten Mitteldrücke in den Brennräumen der Brennkraftmaschine wird durch die Änderung der Einspritzmenge und des Einspritzzeitpunktes des Kraftstoffes bewirkt.In the DE 196 33 066 A1 a method for the cylinder-selective control of combustion processes in diesel engines is described. In this case, a measuring device with associated processing unit for detecting the crankshaft rotation angle and for determining the instantaneous crankshaft speed is used. From the crankshaft speed, a control unit determines suitable parameters which enable a cylinder-selective equalization or a defined inequality of the mean pressures in different operating ranges of the internal combustion engine, the effect of component differences of the fuel supply and the combustion system on the combustion process being minimized. Cylinder-selective correction values are determined which are used for the equalization of the mean pressures in the combustion chambers of the internal combustion engine for the defined imbalance of the mean pressures. The equality or defined inequality of the defined mean pressures in the combustion chambers of the internal combustion engine is caused by the change in the injection quantity and the injection timing of the fuel.
Die DE 10 2005 056 963 A1 betrifft eine Steuerung eines Verbrennungsmotors mit einem Winkelsensor zur Erfassung von Winkelinformationen des Verbrennungsmotors, einem Zustandssensor zur fortlaufenden Erfassung eines Betriebszustandes des Verbrennungsmotors, einer Rechnereinheit, welche aus dem aktuellen Betriebszustand und den aktuellen Winkelinformationen ein aktuelles winkelabhängiges Signal bildet, sowie ein Verfahren hierzu. Hierzu ist ein Speicher vorgesehen, in dem das aktuelle winkelabhängige Signal für eine vorgegebene Zeit ablegbar ist, wobei die im Speicher hinterlegten winkelabhängigen Signale festlegbaren Messfenstern zuordenbar sind. Des Weiteren ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, in der die winkelabhängigen Signale abhängig von einem festlegbaren Messfenster auswertbar sind.The DE 10 2005 056 963 A1 relates to a control of an internal combustion engine having an angle sensor for detecting angular information of the internal combustion engine, a state sensor for continuously detecting an operating state of the internal combustion engine, a computer unit which forms a current angle-dependent signal from the current operating state and the current angle information, and a method for this purpose. For this purpose, a memory is provided, in which the current angle-dependent signal can be stored for a predetermined time, wherein the stored in the memory angle-dependent signals can be assigned to definable measurement windows. Furthermore, an evaluation device is provided, in which the angle-dependent signals can be evaluated as a function of a definable measurement window.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zylindergleichstellung von Zylindern einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das einfach und zuverlässig ist.The invention is therefore an object of the invention to provide a method for cylinder equalization of cylinders of an internal combustion engine, which is simple and reliable.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass aus dem Drehzahlsignal ein dem verstellten Zylinder eindeutig zuordenbarer Drehzahlsignalabschnitt ausgewählt und ausgewertet wird. Der ausgewählte Drehzahlsignalabschnitt wird vervielfältigt und zu einem fiktiven Drehzahlsignal aneinandergereiht. Aus dem fiktiven Drehzahlsignal wird mindestens eine den Ist-Einspritzvorgang charakterisierende Kenngröße ermittelt, mittels der der Ist-Einspritzvorgang an den Soll-Einspritzvorgang angepasst wird. Dadurch, dass der ausgewählte Drehzahlsignalabschnitt dem Zylinder eindeutig zuordenbar ist, ist die Identifikation des verstellten Zylinders einfach möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert auch, wenn mehrere oder alle Zylinder einen abweichenden Ist-Einspritzvorgang aufweisen. Eine Bestimmung und Auswertung von Referenzphasen ist nicht erforderlich. Da das fiktive Drehzahlsignal im Wesentlichen Informationen zu dem verstellten Zylinder enthält, stellt die mindestens eine Kenngröße eine zuverlässige Grundlage zur Anpassung des Ist-Einspritzvorgangs an den Soll-Einspritzvorgang dar.This object is achieved by a method having the features of claim 1. The essence of the invention consists in selecting and evaluating a speed signal section which can be uniquely assigned to the displaced cylinder from the speed signal. The selected speed signal section is duplicated and strung together to a fictitious speed signal. From the fictitious speed signal, at least one parameter characterizing the actual injection process is determined, by means of which the actual injection process is adapted to the desired injection process. Characterized in that the selected speed signal section is uniquely attributable to the cylinder, the identification of the displaced cylinder is easily possible. The inventive method also works when several or all cylinders have a different actual injection process. A determination and evaluation of reference phases is not required. Since the fictitious speed signal essentially contains information about the displaced cylinder, the at least one parameter provides a reliable basis for adapting the actual injection process to the desired injection process.
Eine Länge des Drehzahlsignalabschnitts nach Anspruch 2 stellt eine maximale Länge dar, sodass das aus dem Drehzahlsignalabschnitt erzeugte fiktive Drehzahlsignal zuverlässig auswertbar ist.A length of the speed signal section according to claim 2 represents a maximum length, so that the fictitious speed signal generated from the speed signal section can be reliably evaluated.
Ein Startpunkt des Drehzahlsignalabschnitts nach Anspruch 3 stellt sicher, dass der ausgewählte Drehzahlsignalabschnitt eindeutig dem Zylinder zuordenbar ist.A starting point of the speed signal section according to claim 3 ensures that the selected speed signal section is uniquely assignable to the cylinder.
Ein Vervielfältigen und Aneinanderreihen des Drehzahlsignalabschnitts nach Anspruch 4 ermöglicht eine einfache Auswertung des erzeugten fiktiven Drehzahlsignals, da dieses genau ein fiktives Arbeitsspiel bildet.Duplicating and juxtaposing the speed signal section according to claim 4 allows a simple evaluation of the generated fictitious Speed signal, as this forms exactly a fictitious working game.
Eine Transformation des fiktiven Drehzahlsignals nach Anspruch 5 ermöglicht eine zuverlässige Detektion des zylinderindividuellen Ereignisses und somit eine zuverlässige Identifikation des betroffenen Zylinders.A transformation of the fictitious speed signal according to claim 5 allows a reliable detection of the cylinder-specific event and thus a reliable identification of the cylinder concerned.
Eine diskrete Hartley-Transformation nach Anspruch 6 kann ausschließlich durch reelle Operationen berechnet werden. Die Transformation des fiktiven Drehzahlsignals ist somit mit einem geringen Rechenaufwand möglich.A discrete Hartley transform according to claim 6 can be calculated solely by real operations. The transformation of the fictitious speed signal is thus possible with little computational effort.
Eine Auswertung nach Anspruch 7 ist einfach durchführbar. Dadurch, dass der Drehzahlsignalabschnitt vervielfältigt und aneinandergereiht wird, enthält eine Ordnung des transformierten fiktiven Drehzahlsignals alle notwendigen Informationen für eine zuverlässige Auswertung. Welche Ordnung auszuwerten ist, hängt von der Anzahl der aneinandergereihten Drehzahlsignalabschnitte ab.An evaluation according to claim 7 is easy to carry out. Characterized in that the speed signal section is duplicated and strung together, an order of the transformed fictitious speed signal contains all necessary information for reliable evaluation. Which order is to be evaluated depends on the number of consecutive speed signal sections.
Eine Auswertung nach Anspruch 8 ist einfach durchführbar und besonders zuverlässig. Die Zünd-Ordnung ist dann auswertbar, wenn der Drehzahlsignalabschnitt gemäß Anspruch 4 entsprechend der Zylinderanzahl vervielfältigt und aneinandergereiht wird. Die Zünd-Ordnung ist die charakteristische Ordnung für die Brennkraftmaschine und ist im Wesentlichen frei von parasitären Einflüssen, sodass die Auswertung der Zünd-Ordnung besonders zuverlässig ist.An evaluation according to claim 8 is easy to carry out and particularly reliable. The ignition order can be evaluated if the speed signal section according to claim 4 is multiplied according to the number of cylinders and strung together. The ignition order is the characteristic order for the internal combustion engine and is essentially free of parasitic influences, so that the evaluation of the ignition order is particularly reliable.
Ein Vergleich nach Anspruch 9 ermöglicht eine einfache und zuverlässige Anpassung der Ist-Einspritzmenge. Insbesondere die Ist-Amplitude der Zünd-Ordnung ist eine charakteristische Größe der Brennkraftmaschine und im Wesentlichen proportional zu der abgegebenen Leistung des Zylinders. Die Amplitude der Zünd-Ordnung ist im Wesentlichen frei von parasitären Einflüssen.A comparison according to claim 9 allows a simple and reliable adjustment of the actual injection quantity. In particular, the actual amplitude of the ignition order is a characteristic size of the internal combustion engine and substantially proportional to the output power of the cylinder. The amplitude of the ignition order is substantially free of parasitic influences.
Durch einen Vergleich nach Anspruch 10 kann die Zylindergleichstellung und das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine verbessert werden.By comparing according to claim 10, the cylinder equalization and the exhaust behavior of the internal combustion engine can be improved.
Eine Mittelung nach Anspruch 11 ermöglicht eine Elimination von zyklischen Verbrennungsschwankungen, sodass die Zuverlässigkeit der Auswertung des fiktiven Drehzahlsignals verbessert wird.An averaging according to claim 11 makes it possible to eliminate cyclical combustion fluctuations, so that the reliability of the evaluation of the fictitious speed signal is improved.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine,
- 2 eine Prinzipdarstellung zur Erzeugung eines fiktiven Drehzahlsignals aus einem ausgewählten Drehzahlsignalabschnitt eines ermittelten Drehzahlsignals,
- 3 ein Diagramm mit einer Ist-Amplitude der Zünd-Ordnung basierend auf einer Frequenzanalyse des fiktiven Drehzahlsignals in 2, und
- 4 eine Prinzipdarstellung einer Zylindergleichstellungseinheit der Brennkraftmaschine in 1.
Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment of the invention with reference to the drawing. Show it: - 1 a schematic diagram of an internal combustion engine,
- 2 a schematic diagram for generating a fictitious speed signal from a selected speed signal portion of a detected speed signal,
- 3 a diagram with an actual amplitude of the ignition order based on a frequency analysis of the fictitious speed signal in 2 , and
- 4 a schematic diagram of a cylinder equalization unit of the internal combustion engine in 1 ,
Eine Brennkraftmaschine 1 weist einen Motorblock 2 mit mehreren Zylindern 3 und einem Einspritzsystem 4 auf. Das Einspritzsystem 4 umfasst für jeden Zylinder 3 eine Einspritzeinheit 5 zum Einspritzen von Kraftstoff 6. Wie in 1 gezeigt ist, weist die Brennkraftmaschine 1 sechs Zylinder 3 auf, sodass eine Zylinderanzahl Z = 6 beträgt. Die Brennkraftmaschine 1 kann sowohl eine selbstzündende als auch eine nicht selbstzündende Brennkraftmaschine 1 sein.An internal combustion engine 1 has an engine block 2 with several cylinders 3 and an injection system 4 on. The injection system 4 includes for each cylinder 3 an injection unit 5 for injecting fuel 6 , As in 1 is shown, the internal combustion engine 1 six cylinders 3 on, so that a cylinder number Z = 6. The internal combustion engine 1 can both a self-igniting and a non-self-igniting internal combustion engine 1 his.
Innerhalb des Motorblocks 2 ist eine Kurbelwelle 7 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.Inside the engine block 2 is a crankshaft 7 arranged and led out of this. To convert the in the cylinders 3 released energy of the fuel 6 in a rotational movement is the crankshaft 7 connected to cylinder piston, not shown.
An einem aus dem Motorblock 2 herausgeführten Ende der Kurbelwelle 7 ist zur Messung einer Drehzahl der Kurbelwelle 7 ein Geberrad 8 angeordnet. Das Geberrad 8 weist zur Ermittlung eines der Drehzahl entsprechenden Drehzahlsignals N der Kurbelwelle 7 äquidistante Winkelmarkierungen 9 auf. Die Winkelmarkierungen 9 weisen einen Markenabstand ΔM auf, der beispielsweise 10° Kurbelwellenumdrehung entspricht.At one of the engine block 2 led out end of the crankshaft 7 is for measuring a speed of the crankshaft 7 a donor wheel 8th arranged. The donor wheel 8th has to determine a rotational speed corresponding to the speed signal N of the crankshaft 7 equidistant angle markings 9 on. The angle marks 9 have a mark distance ΔM, which corresponds to, for example, 10 ° crankshaft revolution.
Das Geberrad 8 und die Einspritzeinheit 5 stehen in Signalverbindung mit einem Steuergerät 10 zur Steuerung der Brennkraftmaschine 1. Das Steuergerät 10 umfasst eine Signalabtastungseinheit 11, eine Signalvorverarbeitungseinheit 12, eine Transformationseinheit 13, eine Ereigniserkennungseinheit 14, eine Zylinderidentifikationseinheit 15 und eine Zylindergleichstellungseinheit 16.The donor wheel 8th and the injection unit 5 are in signal connection with a control unit 10 for controlling the internal combustion engine 1 , The control unit 10 comprises a signal sampling unit 11 a signal preprocessing unit 12 , a transformation unit 13 , an event detection unit 14 , a cylinder identification unit 15 and a cylinder equalization unit 16 ,
Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Zündreihenfolge der Zylinder 3 von 1-5-3-6-2-4 auf. Der dritte Zylinder 3 weist einen Ist-Einspritzvorgang derart auf, dass eine von der zugehörigen Einspritzeinheit 5 in den Zylinder 3 eingespritzte Ist-Einspritzmenge m zu gering ist, und dass ein Ist-Einspritzzeitpunkt, bei dem die Einspritzung von Kraftstoff 6 beginnt, zu spät ist. Der Ist-Einspritzvorgang weicht somit von einem gewünschten Soll-Einspritzvorgang ab, der durch eine gewünschte Soll-Einspritzmenge m0 , die durch eine Soll-Einspritzdauer Δt0 gekennzeichnet ist, und einen gewünschten Soll-Einspritzzeitpunkt t0 definiert ist. Der abweichende Ist-Einspritzvorgang stellt ein zylinderindividuelles Ereignis dar, das sich in der Drehzahl der Kurbelwelle 7 und somit in dem mittels des Geberrades 8 ermittelten Drehzahlsignal N auswirkt. Die 2 zeigt das ermittelte Drehzahlsignal N, wobei die den einzelnen Zylindern 3 zugehörigen Drehzahlsignalabschnitte mit N1 bis N6 gekennzeichnet sind. Das Drehzahlsignal N ist aufgrund der diskreten Arbeitsweise der Brennkraftmaschine 1 hügelförmig ausgebildet, wobei jeder hügelförmige Drehzahlsignalabschnitt N1 bis N6 dem jeweiligen Zylinder 3 zugehört. Der Beginn jedes hügelförmigen Drehzahlsignalabschnitts N1 bis N6 kennzeichnet einen oberen Totpunkt OT des jeweiligen Zylinders 3. Die einzelnen oberen Totpunkte OT sind in 2 mit OT1 bis OT6 gekennzeichnet. Die Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 des Drehzahlsignals ergeben ein Arbeitsspiel A der Brennkraftmaschine 1, wobei ein Arbeitsspiel A 720° Kurbelwellenumdrehung entspricht. Der von dem Soll-Einspritzvorgang abweichende Ist-Einspritzvorgang des dritten Zylinders 3 wirkt sich in dem Drehzahlsignalabschnitt N3 aus, der eine geringere Höhe als die weiteren Drehzahlsignalabschnitte N1 , N2 , N4 , N5 und N6 aufweist.The internal combustion engine 1 indicates a firing order of the cylinders 3 from 1-5-3-6-2-4. The third cylinder 3 has an actual injection process such that one of the associated injection unit 5 in the cylinder 3 injected actual injection amount m is too low, and that an actual injection timing at which the injection of fuel 6 starts, is too late. The actual injection process gives way thus from a desired target injection process, by a desired target injection quantity m 0 caused by a target injection duration Δt 0 and a desired target injection timing t 0 is defined. The deviating actual injection process represents a cylinder-specific event, which is in the rotational speed of the crankshaft 7 and thus in the means of the encoder wheel 8th determined speed signal N affects. The 2 shows the determined speed signal N, wherein the individual cylinders 3 associated speed signal sections with N 1 to N 6 Marked are. The speed signal N is due to the discrete operation of the internal combustion engine 1 formed hill-shaped, each hill-shaped speed signal section N 1 to N 6 the respective cylinder 3 listened. The beginning of each hill-shaped speed signal section N 1 to N 6 indicates a top dead center OT of the respective cylinder 3 , The individual top dead centers OT are in 2 With OT 1 to OT 6 characterized. The speed signal sections N 1 to N 6 the speed signal result in a working cycle A of the internal combustion engine 1 , where a cycle A corresponds to 720 ° crankshaft revolution. The deviating from the target injection process actual injection operation of the third cylinder 3 affects the speed signal section N 3 off, which is a lower height than the other speed signal sections N 1 . N 2 . N 4 . N 5 and N 6 having.
Nachfolgend wird die Identifikation und die Zylindergleichstellung des dritten Zylinders 3 beschrieben. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 werden ständig die Zeiten zwischen den Winkelmarkierungen 9 des Geberrades 8 detektiert und mittels der Signalabtastungseinheit 11 in ein digitales Drehzahlsignal N der Kurbelwelle 7 umgerechnet. Das digitale Drehzahlsignal N wird anschließend der Signalvorverarbeitungseinheit 12 zugeführt, in der mittels gespeicherter Korrekturwerte mechanische Fertigungstoleranzen des Geberrades 8 korrigiert werden. Mechanische Fertigungstoleranzen sind beispielsweise nicht äquidistante Abstände der Winkelmarkierungen 9. Weiterhin kann in der Signalvorverarbeitungseinheit 12 eine Schleppkorrektur durchgeführt werden.Below is the identification and the cylinder equalization of the third cylinder 3 described. In operation of the internal combustion engine 1 are constantly changing the times between the angle marks 9 the donor wheel 8th detected and by the signal sampling unit 11 in a digital speed signal N of the crankshaft 7 converted. The digital speed signal N is then the signal preprocessing unit 12 supplied in the means of stored correction values mechanical manufacturing tolerances of the encoder wheel 8th Getting corrected. Mechanical manufacturing tolerances are, for example, not equidistant distances of the angle markings 9 , Furthermore, in the signal preprocessing unit 12 a towing correction be performed.
Anschließend wird das digitale Drehzahlsignal N der Transformationseinheit 13 zugeführt. Die Transformationseinheit 13 wählt aus dem Drehzahlsignal N parallel oder nacheinander die Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 aus. Die Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 weisen jeweils eine Länge L auf, die gleich 720° Kurbelwellenumdrehung geteilt durch die Zylinderanzahl Z ist, also L = 720° / 6 = 120°. Jeder der Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 weist einen Startpunkt S auf, der im Wesentlichen dem jeweiligen oberen Totpunkt OT1 bis OT6 des zugehörigen Zylinders 3 entspricht. Zur Auswahl der Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 verfügt die Brennkraftmaschine 1 über eine Totpunkterkennung, die mittels einer speziellen Winkelmarkierung 9, die den oberen Totpunkt OT1 des ersten Zylinders 3 kennzeichnet, realisiert ist. Da der obere Totpunkt OT1 dem Startpunkt S des Drehzahlsignalabschnitts N1 des ersten Zylinders 3 entspricht und die Länge L der Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 festgelegt ist, können die Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 aus dem Drehzahlsignal N eindeutig bestimmt und dem jeweiligen Zylinder 3 zugeordnet werden. Die Startpunkte S und die Länge L der Drehzahlsignalabschnitte N1 bis N6 können um wenige Grad Kurbelwellenumdrehung variieren.Subsequently, the digital speed signal N of the transformation unit 13 fed. The transformation unit 13 selects from the speed signal N in parallel or successively the speed signal sections N 1 to N 6 out. The speed signal sections N 1 to N 6 each have a length L equal to 720 ° crankshaft revolution divided by the number of cylinders Z, that is, L = 720 ° / 6 = 120 °. Each of the speed signal sections N 1 to N 6 has a starting point S, which is substantially the respective top dead center OT 1 to OT 6 of the associated cylinder 3 equivalent. To select the speed signal sections N 1 to N 6 has the internal combustion engine 1 via a dead center detection, which by means of a special angle marker 9 that the top dead center OT 1 of the first cylinder 3 denotes, is realized. As the top dead center OT 1 the starting point S of the speed signal section N 1 of the first cylinder 3 corresponds and the length L of the speed signal sections N 1 to N 6 is fixed, the speed signal sections N 1 to N 6 from the rotational speed signal N uniquely determined and the respective cylinder 3 be assigned. The starting points S and the length L of the speed signal sections N 1 to N 6 can vary by a few degrees crankshaft revolution.
Nachfolgend wird am Beispiel des dritten Zylinders 3 die weitere Auswertung des Drehzahlsignalabschnitts N3 beschrieben. Parallel oder seriell hierzu wird eine entsprechende Auswertung der Drehzahlsignalabschnitte N1 , N2 , N4 , N5 und N6 durchgeführt.The following is the example of the third cylinder 3 the further evaluation of the speed signal section N 3 described. Parallel or serial to this is a corresponding evaluation of the speed signal sections N 1 . N 2 . N 4 . N 5 and N 6 carried out.
Der Drehzahlsignalabschnitt N3 wird entsprechend der Zylinderanzahl Z = 6 vervielfältigt und zu einem fiktiven Drehzahlsignal N' aneinandergereiht. Durch das Aneinanderreihen der Drehzahlsignalabschnitte N3 bildet das fiktive Drehzahlsignal N' ein fiktives Arbeitsspiel A' der Brennkraftmaschine 1 ab. Das fiktive Drehzahlsignal N' wird mittels der Transformationseinheit 13 zur weiteren Auswertung in einen Winkel-Frequenz-Bereich transformiert. Die Transformation in den Winkel-Frequenz-Bereich findet mittels einer diskreten Hartley-Transformation statt. Alternativ kann eine diskrete Fourier-Transformation verwendet werden.The speed signal section N 3 is multiplied according to the number of cylinders Z = 6 and a fictitious speed signal N ' strung together. By juxtaposing the speed signal sections N 3 forms the fictitious speed signal N ' a fictitious working game A ' the internal combustion engine 1 from. The fictitious speed signal N ' is by means of the transformation unit 13 transformed into an angular frequency range for further evaluation. The transformation into the angular frequency range takes place by means of a discrete Hartley transformation. Alternatively, a discrete Fourier transform can be used.
Bei der Transformation in den Winkel-Frequenz-Bereich wird ausschließlich eine Ordnung des Amplitudenspektrums und des Phasenspektrums des transformierten fiktiven Drehzahlsignals N' berechnet und ausgewertet. Die Ordnung ergibt sich aus der Anzahl der aneinandergereihten Drehzahlsignalabschnitte N3 . Werden die Drehzahlsignalabschnitte N3 entsprechend der Zylinderanzahl Z = 6 vervielfältigt und aneinandergereiht, so ist die ausschließlich maßgebende Ordnung die Zünd-Ordnung. Die Zünd-Ordnung ergibt sich allgemein aus der Zylinderanzahl Z / 2 und ist für eine Zylinderanzahl Z = 6 gleich der dritten Ordnung. In der Transformationseinheit 13 wird somit für den dritten Zylinder 3 eine Ist-Amplitude dritter Ordnung A3(3) und eine Ist-Phase dritter Ordnung P3(3) berechnet. Die Ist-Amplitude dritter Ordnung A3(3) und die Ist-Phase dritter Ordnung P3(3) des dritten Zylinders 3 stellen Kenngrößen dar, die den Ist-Einspritzvorgang des dritten Zylinders 3 charakterisieren. In entsprechender Weise werden Ist-Amplituden dritter Ordnung A3(1), A3(2), A3(4), A3(5) und A3(6) sowie Ist-Phasen dritter Ordnung P3(1), P3(2), P3(4), P3(5) und P3(6) für die weiteren Zylinder 3 berechnet.In the transformation into the angular frequency range, only one order of the amplitude spectrum and the phase spectrum of the transformed fictitious speed signal N 'is calculated and evaluated. The order results from the number of juxtaposed speed signal sections N 3 , Will the speed signal sections N 3 according to the number of cylinders Z = 6 multiplied and strung together, the exclusively authoritative order is the ignition order. The ignition order generally results from the number of cylinders Z / 2 and is equal to the third order for a cylinder number Z = 6. In the transformation unit 13 thus becomes for the third cylinder 3 an actual amplitude of third order A 3 (3) and an actual third order phase P 3 (3) calculated. The actual amplitude of third order A 3 (3) and the actual phase of third order P 3 (3) of the third cylinder 3 represent characteristics that the actual injection process of the third cylinder 3 characterize. Correspondingly, actual amplitudes become third order A 3 (1) . A 3 (2) . A 3 (4) . A 3 (5) and A 3 (6) as well as third-order phases P 3 (1) . P 3 (2) . P 3 (4) . P 3 (5) and P 3 (6) for the other cylinders 3 calculated.
Die Ist-Amplitude A3(3) ist proportional zu der abgegebenen Leistung des dritten Zylinders 3. Zur Erkennung von zylinderindividuellen Ereignissen, wie beispielsweise einer zu geringen Ist-Einspritzmenge m oder eines Zündaussetzers, wird die Ist-Amplitude A3(3) der Ereigniserkennungseinheit 14 zugeführt. Die Ereigniserkennungseinheit 14 vergleicht die Ist-Amplitude A3(3) mit einem Grenzwert G3 . Liegt die Amplitude der Zünd-Ordnung A3(3) unterhalb des Grenzwertes G3 , detektiert die Ereigniserkennungseinheit 14 einen Zündaussetzer des dritten Zylinders 3.The actual amplitude A 3 (3) is proportional to the output power of the third cylinder 3 , For detecting cylinder-specific events, such as a too low actual injection quantity m or a misfire, the actual amplitude A 3 (3) the event detection unit 14 fed. The event detection unit 14 compares the actual amplitude A 3 (3) with a limit G 3 , Is the amplitude of the ignition order A 3 (3) below the limit G 3 , detects the event detection unit 14 a misfire of the third cylinder 3 ,
Bei einer Detektion eines Zündaussetzers wird von der Ereigniserkennungseinheit 14 ein Signal an die Zylinderidentifikationseinheit 15 übermittelt. Die Zylinderidentifikationseinheit 15 identifiziert den Zylinder 3, der von dem Zündaussetzer betroffen ist. Hierzu wird ausgewertet, welcher Drehzahlsignalabschnitt N1 bis N6 zu dem fiktiven Drehzahlsignal N' vervielfältigt und aneinandergereiht wurde. Die Ereigniserkennung und Identifikation des betroffenen Zylinders 3 wird entsprechend für die weiteren Zylinder 3 durchgeführt.Upon detection of a misfire, the event detection unit will 14 a signal to the cylinder identification unit 15 transmitted. The cylinder identification unit 15 identifies the cylinder 3 that is affected by the misfire. For this purpose, it is evaluated which speed signal section N 1 to N 6 to the fictitious speed signal N ' duplicated and strung together. The event detection and identification of the affected cylinder 3 will be appropriate for the other cylinders 3 carried out.
Weiterhin wird die Ist-Amplitude A3(3) und die Ist-Phase P3(3) der Zylindergleichstellungseinheit 16 zugeführt. In der Zylindergleichstellungseinheit 16 findet ein Soll-Ist-Abgleich der Ist-Amplitude A3(3) und der Ist-Phase P3(3) mit einer Soll-Amplitude A0 und einer Soll-Phase P0 statt. 4 zeigt die Zylindergleichstellungseinheit 16, die als Eingangswerte die sechs Ist-Amplituden A3(1) bis A3(6) und die sechs Ist-Phasen P3(1) bis P3(6) für alle Zylinder 3 aufweist. Ferner weist die Zylindergleichstellungseinheit 16 als Eingangswerte die Soll-Amplitude A0 und die Soll-Phase P0 auf.Furthermore, the actual amplitude A 3 (3) and the actual phase P 3 (3) the cylinder equalization unit 16 fed. In the cylinder equalization unit 16 finds a nominal-actual comparison of the actual amplitude A 3 (3) and the actual phase P 3 (3) with a desired amplitude A 0 and a target phase P 0 instead of. 4 shows the cylinder equalization unit 16 , which as input values the six actual amplitudes A 3 (1) to A 3 (6) and the six actual phases P 3 (1) to P 3 (6) for all cylinders 3 having. Furthermore, the cylinder equalization unit 16 as input values, the desired amplitude A 0 and the target phase P 0 on.
Zunächst wird mittels der Zylindergleichstellungseinheit 16 für den dritten Zylinder 3 eine Gleichstellung des Ist-Einspritzzeitpunktes t(3) durchgeführt. Dies erfolgt mittels einer Phasenadaption, bei der die Ist-Phase P3(3) mit der Soll-Phase P0 verglichen wird. Die Phasenabweichung ΔP dient zur Anpassung des Ist-Einspritzzeitpunktes t(3) durch Vorgabe eines korrigierten Soll-Einspritzzeitpunktes t0(3) für den dritten Zylinder 3. Im Anschluss daran wird mittels der Zylindergleichstellungseinheit 16 eine Gleichstellung der Ist-Einspritzmenge m(3) für den dritten Zylinder 3 durchgeführt. Hierzu wird mittels einer Amplitudenadaption die Ist-Amplitude A3(3) mit der Soll-Amplitude A0 verglichen. Die Amplitudenabweichung ΔA dient zur Adaption der Ist-Einspritzmenge m(3) durch Vorgabe einer korrigierten Soll-Einspritzmenge m0(3) bzw. einer korrigierten Soll-Einspritzdauer Δt0(3). Als Ausgangswerte weist die Zylindergleichstellungseinheit 16 somit sechs Soll-Einspritzzeitpunkte t0(1) bis t0(6) und sechs Soll-Einspritzdauern Δt0(1) bis Δt0(6), die den Soll-Einspritzmengen m0(1) bis m0(6) entsprechen, auf. Alternativ ist auch ein Regelungsverfahren möglich, bei dem eine Kombination aus den oben genannten Verstellmöglichkeiten eingesetzt wird.First, by means of the cylinder equalization unit 16 for the third cylinder 3 an equality of the actual injection time t (3) carried out. This is done by means of a phase adaptation in which the actual phase P 3 (3) with the target phase P 0 is compared. The phase deviation ΔP is used to adapt the actual injection time t (3) by specifying a corrected target injection time t 0 (3) for the third cylinder 3 , Following this, by means of the cylinder equalization unit 16 an equality of the actual injection quantity m (3) for the third cylinder 3 carried out. For this purpose, by means of an amplitude adaptation, the actual amplitude A 3 (3) with the desired amplitude A 0 compared. The amplitude deviation ΔA is used to adapt the actual injection quantity m (3) by specifying a corrected nominal injection quantity m 0 (3) or a corrected nominal injection duration Δt 0 (3) , The starting point is the cylinder equalization unit 16 thus six target injection times t 0 (1) to t 0 (6) and six target injection durations Δt 0 (1) to Δt 0 (6) that the target injection quantities m 0 (1) to m 0 (6) match, up. Alternatively, a control method is possible in which a combination of the above-mentioned adjustment is used.
Mittels der Ist-Amplituden A3(1) bis A3(6) und Ist-Phasen P3(1) bis P3(6) ist ein einfacher und robuster Abgleich der Zylinder 3 erreichbar und ein Zylinderaussetzer einfach und zuverlässig detektierbar. Die Ist-Amplituden A3(1) bis A3(6) und die Ist-Phasen P3(1) bis P3(6) sind im Wesentlichen frei von parasitären Einflüssen, die nicht durch den Verbrennungsvorgang in dem jeweiligen Zylinder 3 verursacht werden. Über die Zünd-Ordnung hinausgehende Ordnungen müssen nicht berechnet und ausgewertet werden, um eine zylinderindividuelle Zuordnung des Ereignisses zu ermöglichen. Eine Bestimmung und Auswertung von Referenzphasen ist nicht erforderlich, da die Identifikation des jeweiligen Zylinders 3 über den ausgewählten Drehzahlsignalabschnitt N1 bis N6 erfolgt.By means of the actual amplitudes A 3 (1) to A 3 (6) and actual phases P 3 (1) to P 3 (6) is a simple and robust adjustment of the cylinders 3 achievable and a cylinder misfire easily and reliably detectable. The actual amplitudes A 3 (1) to A 3 (6) and the actual phases P 3 (1) to P 3 (6) are essentially free of parasitic influences that are not due to the combustion process in the respective cylinder 3 caused. Orders beyond the ignition order do not have to be calculated and evaluated in order to allow a cylinder-specific assignment of the event. A determination and evaluation of reference phases is not required because the identification of the respective cylinder 3 over the selected speed signal section N 1 to N 6 he follows.
Um zyklische Schwankungen im Drehzahlsignal N aufgrund der Verbrennung zu eliminieren, kann eine Mittelung der fiktiven Drehzahlsignale N' für den jeweiligen Zylinder 3 über mehrere Arbeitsspiele A vorgesehen sein. Voraussetzung für eine Mittelung ist, dass sich die Brennkraftmaschine 1 über eine gewisse Anzahl von Arbeitsspielen A in einem quasistationären Betrieb mit konstanter Drehzahl und konstanter Last befindet. Dabei kann der quasistationäre Betrieb auch stückweise in nicht aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen A vorliegen. Bei einer Mittelung über nicht aufeinanderfolgende Arbeitsspiele A wird die Drehzahl und die Last in einem bestimmten Betriebspunkt gespeichert und weitere Arbeitsspiele A von dem Steuergerät 10 immer dann ausgewertet, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 annähernd in dem gespeicherten Betriebspunkt befindet. Es ist somit nicht erforderlich, dass sich die Brennkraftmaschine 1 über ein Vielzahl von aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen A in einem quasistationären Betrieb befindet. Stattdessen kann die gewünschte Anzahl von Arbeitsspielen A bei näherungsweisem Vorliegen des quasistationären Betriebspunktes sukzessive gesammelt werden. Ist die gewünschte Anzahl von Arbeitsspielen A erreicht, kann eine Mittelwertbildung der fiktiven Drehzahlsignale N' durchgeführt werden. Entsprechend können die aus den fiktiven Drehzahlsignalen N' ermittelten Kenngrößen A3(1) bis A3(6) und P3(1) bis P3(6) über mehrere Arbeitsspiele A gemittelt werden.In order to eliminate cyclic fluctuations in the speed signal N due to combustion, an averaging of the notional speed signals N 'for the respective cylinder 3 be provided over several working cycles A. Prerequisite for an averaging is that the internal combustion engine 1 over a certain number of cycles A is in a quasi-stationary operation with constant speed and constant load. The quasi-stationary operation can also be present piece by piece in non-consecutive cycles A. When averaging over non-consecutive cycles A, the speed and the load are stored at a certain operating point and further cycles A from the controller 10 always evaluated when the internal combustion engine 1 is approximately at the stored operating point. It is thus not necessary for the internal combustion engine 1 is in a quasi-stationary operation over a plurality of consecutive cycles A. Instead, the desired number of cycles A may be successively accumulated upon approximate existence of the quasi-stationary operating point. Once the desired number of working cycles A has been reached, an averaging of the fictitious speed signals can take place N ' be performed. Accordingly, from the fictitious speed signals N ' determined characteristics A 3 (1) to A 3 (6) and P 3 (1) to P 3 (6) be averaged over several cycles A.
