-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterscheidung von durch Zündaussetzer
oder durch Antriebsstrangschwingungen bewirkter Laufunruhe einer
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Drehzahl der Kurbelwelle
ausgewertet wird.
-
Die
Erfindung betrifft ferner eine hierauf gerichtete Vorrichtung.
-
Moderne
Brennkraftmaschinen werden auf Zündaussetzer hin überwacht.
Beispielsweise ist aufgrund gesetzlicher Vorschriften im Rahmen
der OBD-On-Board-Diagnose eine solche Zündaussetzerüberwachung
vorgesehen und ein Überwachungsergebnis aus einem Fehlerspeicher
des Motorsteuergeräts auslesbar. Üblicherweise
wird hierzu ein Geberrad eines Drehzahlgebers, das drehfest mit einer
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, in sogenannte
Segmente unterteilt, wobei die Größe der Segmente
der Gradzahl für einen Arbeitsprozess dividiert durch die
Anzahl der Zylinder entspricht, bei einem Viertakt-Motor also 720°/Zylinderzahl.
Jedem dieser Segmente ist die Expansions-/Arbeitsphase eines bestimmten
Zylinders zugeordnet, also der Zeitraum, in dem der Zylinder Arbeit
an die Kurbelwelle abgibt und diese antreibt. Zur Erkennung von
Zündaussetzern wird nun die Zeit gemessen, die vergeht,
bis ein solches Segment am Drehzahlsensor vorbeigegangen ist. Die
hierfür benötigte Zeit wird mit einer gespeicherten
mittleren Zeit verglichen und aus der Abweichung eine Laufunruhe
beziehungsweise ein Laufunruhewert gebildet. Hat nämlich
ein Zylinder einen Zündaussetzer, so gibt er während seiner
Expansionsphase keine Leistung an die Kurbelwelle ab und die Segmentzeit
verlängert sich. Dies ist in der so erkannten Laufunruhe
ersichtlich. Diese wird mit einem Schwellwert verglichen, und bei Überschreiten
des Schwellwertes wird ein Zündaussetzer gezählt.
Diese Zündaussetzer werden über eine bestimmte
Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen summiert (sogenannter Summenzähler).
Wird während dieser Anzahl an Kurbelwellenumdrehungen eine
bestimmte Anzahl an Zündaussetzern überschritten (vorgebbare
Schwelle für den Summenzähler), so erfolgt ein
Fehlerspeichereintrag im Motorsteuergerät und/oder eine
Warnanzeige für den Fahrer. Derartige Verfahren sind beispielsweise
aus der
DE 196 27 540 ,
DE 41 18 580 und der
DE 199 45 811 bekannt. An
diesen Verfahren ist nachteilig, dass bei Brennkraftmaschinen mit
höherer Motorleistung, insbesondere in Verbindung mit Handschaltgetrieben,
immer stärkere beziehungsweise steifere Kupplungen Verwendung
finden, bei denen schnelle Einkuppelvorgänge den gesamten
Antriebsstrang und/oder wesentliche Teile desselben, etwa das Zweimassenschwungrad,
zu Schwingungen anregen. Insbesondere Antriebsstränge von
heck- oder allradgetriebenen Fahrzeugen sind aufgrund der großen
Masse ihrer Antriebsstränge hierfür besonders
anfällig. Auch diese Schwingungen werden von dem Drehzahlgeber
erfasst und aufgrund der so bewirkten erhöhten Laufunruhe,
die die vorgegebene Schwelle für die relevante Laufunruhe überschreitet,
fälschlich als Zündaussetzer gezählt.
Dies führt zu einem nicht veranlassten Hochzählen
des Aussetzerzählers. Dies führt zu einem unnötigen
und unerwünschten fälschlichen Ansprechen einer
Fehleranzeige und dem unzutreffenden Abspeichern von Zündaussetzern
im Fehlerspeicher des Steuergeräts.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen,
die auf durch Antriebsstrangschwingungen bewirkte Laufunruhe einer
Kurbelwelle hin testet, um einen fehlerhaften Eintrag von Zündaussetzern
in einem Mehrfehlerspeicher des Motorsteuergeräts zu vermeiden.
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe mittels eines Verfahrens zur Unterscheidung von durch Zündaussetzer
oder durch Antriebsstrangschwingungen bewirkter Laufunruhe einer
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gelöst, wobei die
Drehzahl der Kurbelwelle ausgewertet wird. Es ist vorgesehen, dass
die Periodendauer T von Schwankungen der Drehzahl der Kurbelwelle
für die Unterscheidung ausgewertet wird. Diese Auswertung
macht sich den Umstand zu nutze, dass Laufunruhe, die durch Zündaussetzer
bewirkt wird, von einer relativ kurzen Periodendauer T ist, wohingegen
die Periodendauer T einer Antriebsstrangschwingung wesentlich länger
ist. Ferner ist die Periodendauer T von solcher Laufunruhe, die
durch Zündaussetzer verursacht wird, von der Drehzahl (nämlich
der Zündfrequenz) abhängig.
-
In
einer ebenso geeigneten Verfahrensausbildung zur Unterscheidung
von durch Zündaussetzern oder durch Antriebsstrangschwingungen
bewirkter Laufunruhe einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine,
wobei die Drehzahl der Kurbelwelle ausgewertet wird, beispielsweise
wie vorstehend beschrieben, ist vorgesehen, dass die Amplitude A
von Schwankungen der Drehzahl der Kurbelwelle für die Unterscheidung
ausgewertet wird. Die Laufunruhe, wie sie durch Zündaussetzer
bewirkt wird, unterscheidet sich auch in ihrer Amplitude A von solcher Laufunruhe,
wie sie durch Antriebsstrangschwingungen verursacht wird. Die Amplitude
A einer Laufunruhe, die durch Zündaussetzer bewirkt wird,
ist relativ klein, wohingegen die Amplitude A einer Laufunruhe, wie
sie durch An triebsstrangschwingungen bewirk wird, relativ groß und
ungleichförmig ist. Insbesondere nach einem Einkuppeln
ist die Amplitude A recht hoch, um darauf abzunehmen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass
das Verfahren bei Brennkraftmaschinen von Fahrzeugantrieben angewandt
wird. Fahrzeugantriebe, insbesondere solche von Kraftfahrzeugen,
also Autos oder Nutzkraftfahrzeuge, unterliegen strengen gesetzlichen
Vorschriften hinsichtlich ihrer Emissionen, weshalb auf Zündaussetzer überwacht
werden muss. Gerade hier kann in sehr vorteilhafter Weise der unerwünschte
Eintrag von unzutreffenden Zündaussetzererkennungen im
Fehlerspeicher vermieden werden. Dies erspart Kundenreklamationen,
Werkstattaufenthalte, die keine realen Ursachen haben sowie Rückrufaktionen,
die ab einer bestimmten Fallzahl für ein Modell in manchen
Märkten vorgeschrieben sind.
-
In
einer Verfahrensausbildung wird die Periodendauer T derart bestimmt,
dass eine halbe Periodendauer T/2 zwischen zwei Extrema, etwa einem aufeinanderfolgenden
Maximum und einem Minimum, der Schwankungen der Drehzahl bestimmt wird.
Eine Bestimmung der Periodendauer T ist aufgrund der Ungleichförmigkeit
der Laufunruhe schwierig, da eine Bestimmung des Durchgangs durch
die Mittellage der sich so ergebenden Schwingung mathematisch problematisch
ist, da die Mittellage unbekannt ist. Daher wird jeweils die halbe
Periodendauer T/2 zwischen einem Maximum und einem Minimum oder
umgelehrt bestimmt, also zwischen zwei Extrema des Verlaufs der
Laufunruhe. Diese Extrema sind mathematisch sehr leicht zu bestimmen,
nämlich dort, wo die erste Ableitung der Drehzahl dn/dt
ihren Nulldurchgang hat. Hieraus lässt sich durch Verdoppelung
der halben Periodendauer T/2 die Periodendauer T bestimmen.
-
In
einer weiteren Verfahrensausbildung wird die Amplitude A der Schwankungen
der Drehzahl derart bestimmt, dass sie die Drehzahldifferenz zwischen
einem Maximum und einem Minimum oder umgekehrt ist. Die Amplitude
A der Drehzahlschwankungen wird demzufolge als Drehzahldifferenz
zwischen einem Maximum und einem Minimum der Drehzahlschwankungen
ermittelt, wobei die Ermittlungen von Minimum und Maximum wie vorstehend erläutert
durch Auffinden des Nulldurchgangs der ersten Ableitung der Drehzahl
dn/dt erfolgt.
-
In
einer bevorzugten Verfahrensausbildung wird auf Antriebsstrangschwingungen
erkannt, wenn Innerhalb eines vorgebbaren Betrachtungszeitraums zur
Unterscheidung folgende Kriterien erfüllt sind:
- a) Die Abweichung der Periodendauern T untereinander
sind kleiner als eine vorgebbare Schwelle;
- b) die Amplituden A sind über die Zeit fallend;
- c) die erste und/oder die erste und zweite Amplitude A liegt/liegen
oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes;
- d) die mittlere Amplitude A und die mittlere Periodendauer T
liegen jeweils oberhalb vorgebbarer Grenzwerte.
-
Dieser
Verfahrensschritt beschreibt die Aufbereitung der Amplitude A und
Periodendauer T, die wie vorstehend erläutert ermittelt
wurden, deren Verifizierung und Bewertung über einen bestimmten
Betrachtungszeitraum, wobei der Betrachtungszeitraum nicht nur als
Zeitdauervorgabe, sondern auch als Vorgabe einer bestimmten Anzahl
von Kurbelwellenumdrehungen erfolgen kann. Hierbei ist maßgeblich,
dass eine bestimmte Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen betrachtet
werden kann. Das Kriterium a), nämlich Abweichungen der
Periodendauern T sind kleiner als eine vorgebbare Schwelle, resultiert aus
der Beobachtung, dass Triebstrangschwingungen hinsichtlich ihrer
Periodendauer recht regelmäßig sind, so dass zwischen
den einzelnen Periodendauern T, die wie vorstehend beschrieben ermittelt wurden,
keinen nennenswerten Unterschiede erfasst werden. Das Kriterium
b), wonach die Amplituden A über die Zeit fallend sind,
trägt dem Umstand Rechnung, dass eine Antriebsstrangschwingung
nach einer Anregung erfolgt, beispielsweise durch Einkuppeln, und über
die Zeit ausklingt. Die Amplituden solcher Schwingungen besitzen
als Hüllkurve (Einhüllende) typischerweise eine
e-Funktion. Bei sehr kurzem Betrachtungszeitraum ist es möglich,
dass die Amplituden A nach Kriterium b) einen gleichbleibenden oder
annährend gleichbleibenden Wert aufweisen; aus diesem Grund
sollte der Betrachtungszeitraum nicht zu kurz gewählt werden.
Kriterium c), wonach die erste und/oder die erste und zweite Amplitude
A oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes liegt beziehungsweise
liegen, trägt verschiedenen Betriebszuständen
der Brennkraftmaschine Rechnung, wonach die Amplituden A erst dann
als Antriebsstrangschwingung erkannt werden sollen, wenn sie eine
gewisse Mindestgröße aufweisen. Kriterium d), wonach
mittlere Amplitude A und mittlere Periodendauer T jeweils oberhalb
vorgegebener Grenzwerte liegen, trägt ebenfalls verschiedenen
Betriebsumständen der Brennkraftmaschine Rechnung, wobei berücksichtigt
wird, dass Triebstrangschwingungen eine deutlich längere
Periodendauer und eine deutlich höhere Amplitude A aufweisen
als solche Laufunruhen, die auf Zündaussetzer zurückzuführen
sind.
-
In
einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens berücksichtigt
der vorgebbare Schwellwert und/oder der vorgebbare Grenzwert ein
Kennfeld der Brennkraftmaschine über Drehzahl und Last.
Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass bei hoher Drehzahl
der Brennkraftmaschine auch die Frequenz von Zündaussetzern
hoch ist, wohingegen sie bei niedriger Drehzahl gering ist.
-
In
einer weiteren Verfahrensausbildung werden in einem Aussetzerzähler
erkannte Zündaussetzer erfasst. Wird demzufolge, wie vorstehend
beschrieben, auf Zündaussetzer erkannt, werden solche Zündaussetzer
im Aussetzerzähler registriert; pro registriertem Zündaussetzer
wird beispielsweise der Aussetzerzähler um eins inkrementiert.
Selbstverständlich sind hierbei auch andere Bemessungsgrößen
und Intervalle möglich. Der Aussetzerzähler kann
hierbei mit einer vorgebbaren Schwelle versehen werden, beispielsweise
durch Datenübertragung, bei deren Erreichen eine Fehlermeldung
ausgegeben und/oder ein Fehlereintrag in dem Motorsteuergerät
gesetzt wird.
-
In
einer bevorzugten Verfahrensausbildung wird die Zahl der erkannten
möglichen Zündaussetzer/Laufunruhen in einen Zwischenspeicher
eingelesen, bis eine hinreichend sichere Unterscheidung erfolgen
konnte, ob eine erkannte Laufunruhe der Kurbelwelle auf einen Zündaussetzer
oder auf eine Antriebsstrangschwingung zurückzuführen
ist. Hierbei wird folglich gewissermaßen auf Verdacht gehandelt, wonach
erkannte Laufunruhen im Zwischenspeicher registriert werden, und
solche erkannten Laufunruhen, wie vorstehend beschrieben, in Hinblick
auf die Periodendauer T und/oder Amplitude A ausgewertet werden.
Insbesondere ist es hierbei möglich, auf eine bestimmte,
vorgebbare Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen und/oder erkannter
Laufunruhen zur Relevanzbeurteilung zu prüfen.
-
In
einer weiteren, bevorzugten Verfahrensausbildung wird bei Erkennung
auf Zündaussetzer im Betrachtungszeitraum die im Zwischenspeicher
gespeicherte Zahl dem im Aussetzerzähler gespeicherten
Wert hinzuaddiert. Ergibt demzufolge die Prüfung auf Amplitude
A und/oder Periodendauer T, dass tatsächlich Zündaussetzer
vorliegen, die Laufunruhe also nicht von Antriebsstrangschwingungen
verursacht ist, werden die im Zwischenspeicher eingetragenen Aussetzer
dem Aussetzerzähler hinzuaddiert, da sie als signifikant
erkannt wurden.
-
Umgekehrt
ist es in einer Verfahrensausbildung vorgesehen, dass bei Erkennen
von Antriebsstrangschwingungen im Betrachtungszeitraum der Wert
des Zwischenspeichers verworfen wird. Befindet sich demzufolge aufgrund
von erkannten Laufunruhen über einen Betrachtungszeitraum
eine Zahl solcher erkannter Unruhen im Zwischenspeicher, und wird
anhand der Auswertung nach Amplitude A und/oder Periodendauer T
festgestellt, dass die Laufunruhe tatsächlich nicht auf
Zündaussetzer, sondern auf Antriebsstrangschwingungen zurückzuführen sind,
so wird der im Zwischenspeicher gespeicherte Wert (die Anzahl der
erkannten Laufunruhen im Betrachtungszeitraum oder ein Teil von
solchen) verworfen, also nicht dem Aussetzerzähler hinzuaddiert. Auf
diese Weise wird sehr vorteilhaft vermieden, dass tatsächlich
nicht auf Zündaussetzern, sondern auf Antriebsstrangschwingungen
beruhende Laufunruhen zu falschen Einträgen im Aussetzerzähler
führen.
-
Weiter
wird eine Vorrichtung vorgeschlagen zur Erkennung und Signalisierung
von Zündaussetzern einer Brennkraftmaschine, an der ein
Drehzahlgeber angeschlossen ist, der eine Drehzahl und eine Laufunruhe
einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine überwacht, und
wobei eine erkannte Laufunruhe in einem Aussetzerzähler
gespeichert wird. Es ist vorgesehen, dass ein Zwischenspeicher zur
Speicherung von in einem Betrachtungszeitraum noch zu unterscheidenden
Laufunruhen nach Zündaussetzern oder Antriebsstrangschwingungen
dem Aussetzerzähler vorgeschaltet ist. Erkannte Laufunruhen werden
demzufolge nicht sofort in den Aussetzerzähler geschrieben,
insbesondere, solange noch nicht klar ist, ob eine solche Laufunruhe
tatsächlich auf Zündaussetzer oder doch auf Antriebsstrangschwingungen
zurückzuführen ist, sondern in den dem Aussetzerzähler
vorgeschalteten Zwischenspeicher. Darin wird der Wert der erkannten
Laufunruhen inkrementiert, solange im Betrachtungszeitraum solche Laufunruhen
weiter erkannt werden. Der Wert, der im Zwischenspeicher im Betrachtungszeitraum
erreicht wird, wird verworfen, wenn die Kriterien, wie vorstehend
beschrieben, für die Erkennung von Antriebsstrangschwingungen
vorliegen. Liegt nur eines der Kriterien nicht vor, wird davon ausgegangen,
dass es sich tatsächlich um durch Zündaussetzer
verursachte Laufunruhen handelt, mit der Folge, dass der im Zwischenspeicher
im Betrachtungszeitraum eingespeicherte Wert dem Aussetzerzähler
hinzuaddiert wird.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform sind dem Aussetzerzähler
mehrere Zwischenspeicher vorgeschaltet. Hierdurch ist es möglich,
in mehreren Zwischenspeichern unabhängig voneinander parallel oder
sequentiell Laufunruhen zu erfassen, wobei mehrere (auch unterschiedlich
lange) Beobachtungszeiträume unabhängig voneinander
gewählt werden können, um, beispielsweise nach
Rücksetzen eines Fehlerverdachts auf Zündaussetzer,
also bei Erkennen von Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen,
in einem weiteren Zwischenspeicher zur Verifizierung dieses Ergebnisses über
einen ande ren Beobachtungszeitraum ebenfalls Prüfungen
auf Antriebsstrangschwingungen und/oder Zündaussetzer vorzunehmen.
Insbesondere ist es hierbei möglich, die Zwischenspeicher
wechselseitig nach zu wählenden Kriterien, beispielsweise
dem Überschreiten einer bestimmten Schwelle an erkannten,
möglichen Zündaussetzern, zu initialisieren, um
ein erneutes Überprüfungsintervall zu starten.
Die Genauigkeit des Gesamtsystems kann auf diese Weise sehr vorteilhaft
verbessert werden.
-
Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen
und aus Kombinationen derselben.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, ohne aber hierauf beschränkt
zu sein.
-
Es
zeigen
-
1 eine
Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Zündaussetzern
einer Brennkraftmaschine;
-
2 eine
prinzipielle Darstellung der Aussetzererkennung über eine
Laufunruhe über einem Betrachtungszeitraum;
-
3 eine
Darstellung des Unterschiedes von Amplituden A und Periodendauer
T von Zündaussetzern und Antriebsstrangschwingungen und
-
4 die
Bestimmung der Periodendauer T und der Amplitude A im Betrieb der
Vorrichtung.
-
1 zeigt
eine Brennkraftmaschine 1 für ein nicht dargestelltes
Kraftfahrzeug. Die Brennkraftmaschine 1 weist vier Zylinder 2 auf,
die in einer Zylinderreihe 3 angeordnet sind; bei der Brennkraftmaschine
handelt es sich demzufolge um einen Vierzylinder-Reihenmotor 4.
Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Kurbelwelle 5 auf,
die in bekannter Weise mit in den Zylindern 2 geführten
Kolben über nicht dargestellte Pleuel wirkverbunden ist.
Die Kurbelwelle 5 weist endseitig ein hier beispielhaft
und schematisch dargestelltes Geberrad 6 auf, das von einem Sensor 7 als
Drehzahlgeber 8 in seiner Rotation abgetastet wird, wobei
auf dem Geberrad 6 angeordnete Segmente 9, die
in ihrer Ausdehnung über einen Umfang des Geberrads 6 der
Gradzahl für einen Arbeitsprozess dividiert durch die Anzahl
der Zylinder 2 entspricht. Der Drehzahlgeber 8 ist
einem Mo torsteuergerät 10 über geeignete
elektrische Verbindungen 11, die auch Signalverbindungen 12,
wie beispielsweise ein Bussystem 13 sein können,
angeschlossen. Das Motorsteuergerät 10 weist zur
Auswertung eines von dem Drehzahlgeber 8 gelieferten Drehzahlsignals 14 eine
Auswerteeinheit 15 auf, der ein Zwischenspeicher 16 und
ein Aussetzerzähler 17 nachgeschaltet ist. Der
Aussetzerzähler 17 wirkt mit weiteren Steuerungssystemen
im Motorsteuergerät 10 zusammen, insbesondere
einem Fehlerspeicher 18, wobei zur Signalisierung von Fehlerzuständen, insbesondere
von Zündaussetzern der Brennkraftmaschine 1 oder
einzelner Zylinder 2 der Brennkraftmaschine 1,
eine Signalisierungseinrichtung 23 nachgeschaltet ist,
die eine solche Signalisierung an einen nicht dargestellten Fahrer
des Fahrzeugs ermöglicht. Zündaussetzer eines
Zylinders 2 führen nun dazu, dass auf die Kurbelwelle 5 während
des Expansionszyklus des aussetzenden Zylinders 2 keine
Leistung aufgebracht wird, sich also die Umdrehungsdauer des Geberrads 6 in
dem entsprechenden Segment 9 geringfügig verlängert,
es also eine geringfügige Zeit länger dauert,
bis sich das zugeordnete Segment 9 an dem Drehzahlgeber 8 vorbeibewegt
hat. Diese kleine zeitliche Änderung kann als Laufunruhe 19 von
der Auswerteeinheit 15 erfasst werden.
-
2 zeigt
in einem über die Zeit t in Sekunden abgetragenen Diagramm
die Laufunruhe 19 als Schwankungen der Drehzahl n, die
in dem in 1 dargestellten Motorsteuergerät 10,
nämlich der Auswerteeinheit 15, mit einer vorgebbaren
Laufunruheschwelle 20 verglichen wird (soweit im Folgenden
auf konstruktive Merkmale der in 1 dargestellten Brennkraftmaschine 1 eingegangen
wird beziehungsweise solche konstruktiven Merkmale Erwähnung
finden, sind diese der 1 zu entnehmen). Zündaussetzer
eines Zylinders 2 sind in der Laufunruhe 19 als
Abweichung einer tatsächlichen Zeit erkennbar, die ein
Segment 9 des Geberrads 6 benötigt, um
für den entsprechenden Zylinder 2 an dem Drehzahlgeber 8 vorbeizueilen,
verglichen mit einer mittleren Zeit. Aus diesem Vergleich der tatsächlich benötigten
Zeit mit der mittleren Zeit wird die Laufunruhe 19 gebildet,
wobei der genaue Algorithmus je nach verwendeter Software des Motorsteuergeräts 10 variieren
kann. In der Laufunruhe 19 ist eine solche Verlängerung
der Segmentzeit für den entsprechenden Zylinder 2 erkennbar.
Die Laufunruhe 19 wird mit der Laufunruheschwelle 20 auf Überschreitungen 21 hin
geprüft (beispielhaft dargestellt). Überschreitet
die Laufunruhe 19 die Laufunruheschwelle 20, so
wird ein Aussetzerwert 22 inkrementiert. Übersteigt
der Aussetzerwert 22 während eines vorgegebenen
Betrachtungszeitraums tB einen vorgebbaren Maximalwert
nmax, so erfolgt über die Signalisierungseinrichtung 23 die
Signalisierung eines Fehlers, der über die Auswerteeinrichtung 15 in
den Fehlerspeicher 18 eingetragen wird. Der Aussetzerwert 22 wird bevorzugt
nicht direkt in den Aussetzerzähler 17 des Motorsteuergeräts 10 ein getragen,
sondern in einen Zwischenspeicher 16. Die Werte im Zwischenspeicher 16 können,
wie nachfolgend beschrieben, auf ihre Relevanz in Hinblick auf Zündaussetzer
einzelner Zylinder 2 überprüft werden,
bevor sie in den Aussetzerzähler 17 unter Erhöhung
des Aussetzerwerts 22 eingetragen werden. Im Zwischenspeicher 16 registrierte
Laufunruhen 19, also Überschreitungen 21 von
Laufunruhe 19 der Laufunruheschwelle 20, werden
von der Auswerteeinrichtung 15 beziehungsweise vom Motorsteuergerät 10 dahingehend überprüft,
ob sie tatsächlich auf Zündaussetzer eines oder
mehrerer Zylinder 2 zurückzuführen sind,
oder auf andere, der Brennkraftmaschine 1 zuzuordnende Umstände,
wie etwa Antriebsstrangschwingungen.
-
3 zeigt
zur Unterscheidung, ob Laufunruhe 19 der Brennkraftmaschine 1 auf
Zündaussetzer einzelner Zylinder 2 oder auf Antriebsstrangschwingungen
zurückzuführen ist, zwei Graphen 24, wobei
ein erster Graph 25 eine Laufunruhe 19.1 durch
Zündaussetzer und ein zweiter Graph 26 eine Laufunruhe 19.2 durch
Antriebsstrangschwingungen im zeitlichen Verlauf der Drehzahl n,
also abgetragen über die Zeit t, zeigt. Hierbei wird deutlich,
dass die durch Zündaussetzer verursachte Laufunruhe 19.1 eine
relativ kleine Amplitude A und eine relativ geringe Periodendauer
T19.1 aufweist. Dem gegenüber ist die
Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 dadurch
gekennzeichnet, dass sie eine relativ lange Periodendauer T19.2 und eine relativ große Amplitude
A19.2 aufweist, wobei die Amplitude A19.2 im zeitlichen Verlauf der Laufunruhe
durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 abnimmt; die Hüllkurve 27 der
Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 bildet
in den weitaus meisten Fällen eine e-Funktion aus. Hierdurch
ist es möglich, Laufunruhe 19 in solche Laufunruhen
zu unterscheiden, die durch Zündaussetzer einzelner Zylinder 2 der
Brennkraftmaschine 1 verursacht sind, also in Laufunruhen durch
Zündaussetzer 19.1, und in für den Aussetzerzähler 17 nicht
relevante Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen 19.2.
-
4 zeigt
beispielhaft eine zur Unterscheidung in der Auswerteeinrichtung 15 zwischen
Laufunruhen durch Zündaussetzer 19.1 und Laufunruhen
durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 (vergleiche 3)
erforderliche Bestimmung der Amplitude A und der Periodendauer T
für Laufunruhen durch Antriebsstrangschwingungen 19.2.
Dargestellt ist die Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 sowie
die erste Ableitung 28 der Drehzahl (dn/dt). Zur Bestimmung
der Periodendauer ist generell eine Bestimmung eines Durchgangs
durch eine Mittellage der Schwingung erforderlich; dies ist bei derart
ungleichmäßigen Schwingungen, wie sie als Antriebsstrangschwingungen
vorkommen und die Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 ausbilden,
sehr schwierig, da eben diese Mittellage unbekannt ist. Deshalb
wird jeweils eine halbe Peri odendauer T/2 zwischen zwei Extrema 31,
etwa einem Maximum 29 und einem Minimum 30, der
Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 bestimmt, also
zwischen zwei aufeinander folgenden Extrema 31. Die Amplitude
A ergibt sich dann als Drehzahldifferenz zwischen eben diesen beiden
Extrema 31. Diese Extrema 31 sind mathematisch
sehr leicht bestimmbar, nämlich dort, wo die erste Ableitung 28 der Drehzahl
(dn/dt) ihren Nulldurchgang hat. In der Auswerteeinrichtung 15 wird
nun hinsichtlich der Periodendauern T und Amplituden A der Laufunruhe 19 überprüft,
ob die Abweichungen der Periodendauern T untereinander kleiner als
eine vorgebbare Schwelle sind (Triebstrangschwingungen sind sehr
regelmäßig, die Abweichungen demzufolge eher gering);
ob alle Amplituden A über die Zeit t fallend sind (die
Amplituden A von Laufunruhen durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 weisen
als Einhüllende/Hüllkurve 27 typischerweise
eine e-Funktion auf); ob eine erste und zweite Amplitude A oberhalb
eines vorgebbaren Schwellwertes liegen (bevorzugt unter Berücksichtigung
des Kennfelds über Drehzahl und Last) und ob eine mittlere
Amplitude A und eine mittlere Periodendauer T oberhalb vorgebbarer
Grenzwerte liegen (ebenfalls bevorzugt im Kennfeld über
Drehzahl und Last). Liegt nur eines dieser Kriterien nicht vor,
wird, um eine zuverlässige Zündaussetzerkennung
zu gewährleisten, nicht von Antriebsstrangschwingungen ausgegangen,
sondern von Zündaussetzern, die die Laufunruhe 19 verursachen,
und der im Zwischenspeicher 16 gespeicherte Wert in den
Aussetzerzähler 17 übertragen. Liegen
die soeben beschriebenen Kriterien vor, wird davon ausgegangen,
dass die Laufunruhe 19 eine Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen 19.2 ist
und nicht eine Laufunruhe durch Zündaussetzer 19.1,
so dass der im Zwischenspeicher 16 gespeicherte Wert für
die Anzahl beobachteter, relevanter Drehungleichförmigkeiten
(die die Laufunruhe 19 bilden) verworfen und nicht in den Aussetzerzähler 17 übertragen
wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine unzutreffende
Aussetzerzählung zu vermeiden.
-
- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Zylinder
- 3
- Zylinderreihe
- 4
- Vierzylinder-Reihenmotor
- 5
- Kurbelwelle
- 6
- Geberrad
- 7
- Sensor
- 8
- Drehzahlgeber
- 9
- Segment
- 10
- Motorsteuergerät
- 11
- elektrische
Verbindung
- 12
- Signalverbindung
- 13
- Bussystem
- 14
- Drehzahlsignal
- 15
- Auswerteeinrichtung
- 16
- Zwischenspeicher
- 17
- Aussetzerzähler
- 18
- Fehlerspeicher
- 19
- Laufunruhe
- 19.1
- Laufunruhe
durch Zündaussetzer
- 19.2
- Laufunruhe
durch Antriebsstrangschwingungen
- 20
- Laufunruheschwelle
- 21
- Überschreitung
- 22
- Aussetzerwert
- 23
- Signalisierungseinrichtung
- 24
- Graph
- 25
- erster
Graph
- 26
- zweiter
Graph
- 27
- Hüllkurve
- 28
- 1.
Ableitung
- 29
- Maximum
- 30
- Minimum
- 31
- Extremum
- t
- Zeit
- tB
- Betrachtungszeitraum
- nmax
- Maximalwert
- A
- Amplitude
- T
- Periodendauer
- A19.1
- Amplitude
der Laufunruhe durch Zündaussetzer
- A19.2
- Amplitude
der Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen
- T19.1
- Periodendauer
der Laufunruhe durch Zündaussetzer
- T19.2
- Periodendauer
der Laufunruhe durch Antriebsstrangschwingungen
- n
- Drehzahl
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19627540 [0003]
- - DE 4118580 [0003]
- - DE 19945811 [0003]