DE102010062394A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines Brennraumdrucksignals - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals zur Ermittlung einer eine Verbrennung in einem Zylinder (1) eines Verbrennungsmotors charakterisierenden Größe, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines ersten digitalen Brennraumdrucksignals; – Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals mit einem zweiten Tiefpassfilter (23) mit einer zweiten Grenzfrequenz (fg2), um ein zweites digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten; – Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals und des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals mit einem dritten Tiefpassfilter (24) mit einer dritten Grenzfrequenz (fg3), die kleiner ist als die zweite Grenzfrequenz (fg2), um ein drittes digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten; – Ermitteln der die Verbrennung in dem Zylinder (1) charakterisierenden Größe mithilfe des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, insbesondere Verbrennungsmotoren, bei denen ein Brennraumdruck in einem Zylinder mithilfe eines Brennraumdrucksensors erfasst wird, und ein entsprechendes Brennraumdrucksignal zur Ermittlung einer oder mehrerer Größen, die die Verbrennung eines Verbrennungsmotors charakterisieren, verwendet wird.
  • Stand der Technik
  • Zur Verbesserung des Betriebs von Verbrennungsmotoren ist eine Kenntnis des Ablaufs von Verbrennungsvorgängen in den Zylindern hilfreich. Dies gilt insbesondere, wenn diese Verbrennungsmotoren mit neuartigen Betriebsverfahren betrieben werden. Bei einigen Verbrennungsmotoren wird daher vorgesehen, den Verlauf des Brennraumdrucks in einem Brennraum mindestens eines der Zylinder zu messen und abhängig von dem Verlauf des Brennraumdrucks Größen abzuleiten, die die Verbrennung in dem betreffenden Zylinder charakterisieren.
  • Die Abtastung des Brennraumdrucks wird ausgehend von einem in einem Zylinder vorgesehenen Drucksensor mit Hilfe eines geeigneten Analog-Digital-Wandler durchgeführt, welcher in der Regel in einem Prozessor des Steuergerät vorhanden ist. Die Abtastung erfolgt entweder in einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkelraster, beispielsweise bei jedem vollen 1° des Kurbelwellenwinkels, oder in einem vorgegebenen Zeitraster, wie beispielsweise mit Abtastfrequenzen von 50 kHz oder 1 MHz, je nach Wandlerprinzip. Das so erhaltene Brennraumdrucksignal wird nachfolgend in einer entsprechenden Steuereinheit zur weiteren Störunterdrückung in der Regel mit einem vorgegebenen digitalen Tiefpassfilter gefiltert oder in nachgelagerten Algorithmen digital tiefpassgefiltert, wie es beispielsweise bei der Heizverlaufsrechnung der Fall ist.
  • Charakteristisch für die Brennraumdrucksignale bei Verbrennungsmotoren ist, dass die nutzbare Bandbreite während eines Arbeitsspiels variiert. Das bedeutet, dass beispielsweise während des Ladungswechsels, d. h. des Einströmens und Ausströmens von Gasen in bzw. aus dem Zylinder, das Brennraumdrucksignal nur relativ langsamen Änderungen unterliegt und damit einem niederfrequenten Signal mit niedriger Bandbreite entspricht. Während der Hochdruckphase, d. h. während der Phase, in der die Verbrennung stattfindet, treten sehr schnelle Änderungen des Brennraumdrucksignals auf, so dass das Brennraumdrucksignal hier einem hochfrequenten Signal mit hoher Bandbreite entspricht.
  • Die herkömmliche Nachbearbeitung des abgetasteten Brennraumdrucks sieht jedoch nur einen digitalen Tiefpassfilter mit vorgegebener Grenzfrequenz vor, dessen Auslegung einen Kompromiss darstellt. Entweder ist die Filterung des digitalen Tiefpassfilters für das Brennraumdrucksignal in dem niederfrequenten Bereich zu schwach ausgelegt, um höherfrequente Störsignale zu unterdrücken, oder die Filterung ist für das Brennraumdrucksignal in dem hochfrequenten Bereich zu stark ausgelegt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Filterung des Brennraumdrucksignals zur Verfügung zu stellen, durch die eine verbesserte Störunterdrückung in den Bereichen mit niedriger Bandbreite und eine höhere Nutzbandbreite in den Bereichen der höheren Bandbreite des Brennraumdrucksignals erreicht wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals zur Ermittlung einer eine Verbrennung in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors charakterisierenden Größe vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    • – Bereitstellen eines ersten digitalen Brennraumdrucksignals;
    • – Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals mit einem zweiten Tiefpassfilter mit einer zweiten Grenzfrequenz, um ein zweites digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten;
    • – Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals und des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals mit einem dritten Tiefpassfilter mit einer dritten Grenzfrequenz, die kleiner ist als die zweite Grenzfrequenz, um ein drittes digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten; und
    • – Ermitteln der die Verbrennung in dem Zylinder charakterisierenden Größe mithilfe des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals.
  • Eine Idee der Erfindung besteht darin, das Brennraumdrucksignal in den Zeit- bzw. Kurbelwellenwinkelbereichen, in denen das Brennraumdrucksignal niederfrequent ist und somit eine niedrige Bandbreite aufweist, mit einem (dritten) Tiefpassfilter mit einer niedrigeren Grenzfrequenz zu filtern, um eine ausreichende Störunterdrückung bereitzustellen, und in den Zeit- bzw. Kurbelwellenwinkelbereichen, in denen das Brennraumdrucksignal hochfrequent ist und somit eine hohe Nutzbandbreite aufweist, mit einem (zweiten) Tiefpassfilter mit höherer Grenzfrequenz zu filtern. Dadurch kann eine deutlich verbesserte Störunterdrückung erreicht werden.
  • Insbesondere die hochfrequenten Anteile, die den Zeitbereich des Arbeitsspiels des Zylinders betreffen, in dem die Verbrennung stattfindet, werden durch die Filterung des Brennraumdrucksignals mit der höheren Grenzfrequenz nicht beeinträchtigt. Als gefiltertes Brennraumdrucksignal wird entsprechend das mit dem Tiefpassfilter mit der niedrigeren Frequenz gefilterte abgetastete Brennraumdrucksignal oder das mit dem Tiefpassfilter mit der höheren Grenzfrequenz abgetastete Brennraumdrucksignal bereitgestellt. Dadurch kann die Qualität des gefilterten Brennraumdrucksignals gesteigert werden und es kann darauf aufbauend eine verbesserte Berechnung der den Verlauf der Verbrennung charakterisierenden Größen durchgeführt werden.
  • Ein weiterer Vorteil des Verfahrens zum Bereitstellen des gefilterten Brennraumdrucksignals besteht darin, dass beispielsweise hochfrequente Störgeräusche durch das Schließen der Gaswechselventile oder durch Öffnen und Schließen der Einspritzventile, die in der Regel in dem Zeit- bzw. dem Kurbelwellenwinkelbereich mit niedriger Bandbreite liegen, besser unterdrückt werden können.
  • Weiterhin kann das erste digitale Brennraumdrucksignal durch Abtasten und Analog-Digital-Wandeln eines Sensorsignals eines Brennraumdrucksensors erhalten werden. Insbesondere kann das erste digitale Brennraumdrucksignal durch Filtern mit einem ersten Tiefpassfilter des mit dem Analog-Digital-Wandler digitalisierten Sensorsignals erhalten werden, wobei der erste Tiefpassfilter eine erste Grenzfrequenz aufweist, die größer ist als die zweite Grenzfrequenz.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zum Ermitteln der die Verbrennung in dem Zylinder charakterisierenden Größen zuvor das zweite digitale Brennraumdrucksignal oder das dritte digitale Brennraumdrucksignal ausgewählt werden.
  • Weiterhin kann das erste digitale Brennraumdrucksignal vor dem Filtern mit dem zweiten Tiefpassfilter unterabgestastet werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Auswählen des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals abhängig von einer Arbeitsspiellage durchgeführt wird.
  • Das Auswählen des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals kann alternativ oder zusätzlich abhängig von einem absoluten Brennraumdruck durchgeführt werden, wobei insbesondere das dritte digitale Brennraumdrucksignal als der absolute Brennraumdruck verwendet wird, wobei insbesondere ein Schwellenwertvergleich durchgeführt wird, dessen Schwellenwert für den absoluten Brennraumdruck von der Drehzahl und/oder der Last des Verbrennungsmotors und/oder einem zusätzlichen vorgegebenen Korrekturwert hinsichtlich eines Offsets des Brennraumdrucksensors abhängt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Auswählen des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals abhängig von einem Zündzeitpunkt für eine Zündfunkenerzeugung im Zylinder oder abhängig von einem Einspritzzeitpunkt von Kraftstoff in den Zylinder durchgeführt werden.
  • Zumindest das zweite digitale Brennraumdrucksignal kann verzögert werden, um eine Laufzeit des dritten Tiefpassfilters zu kompensieren.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Tiefpassfilter die Filterung gemäß Filterkoeffizienten durchführen, wobei mindestens eines der verwendeten Tiefpassfilter drehzahlabhängig ist.
  • Weiterhin kann nach dem Filtern mit dem zweiten digitalen Tiefpassfilter und/oder nach dem Filtern mit dem dritten digitalen Tiefpassfilter ein Unterabtasten vorgesehen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals zur Ermittlung einer eine Verbrennung in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors charakterisierenden Größe vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst:
    • – einen zweiten Tiefpassfilter mit einer zweiten Grenzfrequenz zum Filtern eines bereitgestellten ersten digitalen. Brennraumdrucksignals, um ein zweites digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten;
    • – einen dritten Tiefpassfilter mit einer dritten Grenzfrequenz zum Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals und des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals, um ein drittes digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten;
    • – eine Verarbeitungseinheit zum Ermitteln der die Verbrennung in dem Zylinder charakterisierenden Größe mithilfe des zweiten digitalen Brennraumdrucksignal oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Verzögerungselement vorgesehen sein, um das zweite digitale Brennraumdrucksignal zeitlich zu verzögern, so dass das zweite und das dritte Brennraumdrucksignal keinen zeitlichen Versatz zueinander aufweisen, wobei insbesondere die Dauer der Verzögerung von der Drehzahl abhängt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er in einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Zylinder eines Verbrennungsmotors mit einem Brennraumdrucksensor;
  • 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals; und
  • 3 ein Flussdiagramm zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Bereitstellen des gefilterten Brennraumdrucksignals.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen Zylinder 1 eines Verbrennungsmotors. Der Zylinder 1 weist einen Brennraum 2 auf, in dem ein Kolben 3 beweglich angeordnet ist. Der Kolben 3 steht über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) in Verbindung, um diese anzutreiben und ein entsprechendes Antriebsmoment zur Verfügung zu stellen.
  • Dem Zylinder 1 wird über eine Luftzuführungsleitung 5 ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt, wobei das Luft-/Kraftstoffgemisch durch ein Einlassventil 6 in den Brennraum 2 des Zylinders 1 eingelassen wird. Entsprechend ist eine Abgasabführungsleitung 7 vorgesehen, die über ein Auslassventil 8 an dem Brennraum 2 des Zylinders 1 angeordnet ist. Weiterhin kann der Zylinder 1 eine Zündvorrichtung 9, beispielsweise in Form einer Zündkerze oder dergleichen, umfassen.
  • Weiterhin kann der Zylinder 1 auch ein Einspritzventil umfassen, mit dem Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt werden kann.
  • Es ist weiterhin ein Brennraumdrucksensor 10 vorgesehen, der an dem Brennraum 2 angeordnet ist, um einen Brennraumdruck in Form eines Brennraumdrucksignals zu erfassen und zur Weiterverarbeitung bereitzustellen. Die Weiterverarbeitung des Brennraumdrucksignals kann beispielsweise in einer Steuereinheit 11 erfolgen, die auch die Ansteuerung von Stellgebern des Verbrennungsmotors und dergleichen zum Betreiben des Verbrennungsmotors gemäß einem Viertaktbetrieb vornimmt.
  • Zum Betreiben des Verbrennungsmotors ist eine Kenntnis des Ablaufs der Verbrennung in dem Zylinder 1 hilfreich. In der Regel wird die Verbrennung in dem Zylinder 1 durch charakteristische Größen beschrieben, die aus dem von dem Brennraumdrucksensor 10 erfassten Brennraumdrucksignal abgeleitet werden. Beispiele für solche charakteristischen Größen sind beispielsweise die Verbrennungsumsatzpunkte für 10%, 50% und 90% der umgesetzten Energie, d. h. MFB10%, MFB50%, MFB90%, den Brennbeginn und dergleichen. Zur Weiterverarbeitung des Brennraumdrucksignals ist es notwendig, dieses in geeigneter Weise gefiltert bereitzustellen, um die Berechnung der charakteristischen Größen nicht durch hochfrequente Störungen, beispielsweise in Zeitbereichen, in denen keine Verbrennung stattfindet, zu beeinflussen. Gleichzeitig soll jedoch während die Verbrennung stattfindet möglichst die gesamte Dynamik des Verlaufs des Brennraumdrucksignals für eine nachfolgende Auswertung zur Verfügung stehen.
  • In 2 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines gefilterten. Brennraumdrucksignals als Grundlage zum Ermitteln von die Verbrennung im Zylinder 1 charakterisierenden Größen dargestellt.
  • In einem Analog-Digital-Wandler 21 wird das Sensorsignal, das von dem Brennraumdrucksensor 10 bereitgestellt wird, abgetastet. Der Analog-Digital-Wandler kann beispielsweise als Delta-Sigma-Wandler realisiert werden. Die Abtastung kann zeitbasiert oder kurbelwellenwinkelbasiert erfolgen. Vor der Abtastung kann das Sensorsignal mit einem analogen Tiefpassfilter gefiltert werden, um Aliasing-Effekte zu unterdrücken.
  • Der Analog-Digital-Wandler 21 stellt ein digitalisiertes Brennraumdrucksignal bereit, das in einem ersten digitalen Tiefpassfilter 22 mit einer ersten Grenzfrequenz fg1 gefiltert wird. Die erste Tiefpassfilterung ist optional und dient dazu, das digitale Brennraumdrucksignal zu filtern. Optional kann danach eine Einheit zur Unterabtastung vorgesehen werden.
  • Anschließend wird das gefilterte erste Brennraumdrucksignal in einem zweiten digitalen Tiefpassfilter 23 mit einer zweiten Grenzfrequenz fg2 gefiltert.
  • In einem dritten digitalen Tiefpassfilter 24 wird das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal als Ausgangssignal des zweiten digitalen Tiefpassfilters 23 mit einer dritten Grenzfrequenz fg3 gefiltert, um ein drittes gefiltertes Brennraumdrucksignal zu erhalten.
  • Dabei werden die Grenzfrequenzen fg1, fg2, fg3 der digitalen Tiefpassfilter 22, 23, 24 so gewählt, dass die erste Grenzfrequenz fg1 größer ist als die zweite Grenzfrequenz fg2 und diese wiederum größer ist als die dritte Grenzfrequenz fg3. Dadurch ist gewährleistet, dass man als zweites gefiltertes Brennraumdrucksignal ein digitales gefiltertes Brennraumdrucksignal mit einer relativ hohen Bandbreite und als drittes gefiltertes Brennraumdrucksignal ein Brennraumdrucksignal mit einer niedrigen Bandbreite abgreifen kann.
  • Da das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal und das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal unterschiedliche Filterlaufzeiten aufweisen können, werden diese einem ersten und einem zweiten Verzögerungselement 25, 26 zugeführt und individuell verzögert, um die Filterlaufzeiten auszugleichen. Da das zweite Brennraumdrucksignal in der Regel eine kürzere Filterlaufzeit aufweist, kann auf das erste Verzögerungselement 25 zur Verzögerung des dritten gefilterten Brennraumdrucksignals auch verzichtet werden und der Laufzeitunterschied wird nur mit dem zweiten Verzögerungselement 26 kompensiert.
  • In der Regel können die Verzögerungselemente 25, 26 Verzögerungen mit einem Vielfachen der Abtastzeit bzw. mit einem Vielfachen des Kurbelwellenwinkelinkrements, mit dem abgetastet wird, ausgleichen. Alternativ können auch Verzögerungselemente 25, 26 mit vollständig variabler Verzögerungszeit vorgesehen werden.
  • Es ist weiterhin ein Entscheidungselement 27 vorgesehen, das das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal und das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal erhält. Das Entscheidungselement 27 ist ausgebildet, um zu entscheiden, ob für den aktuellen Abtastwert das zweite oder das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal verwendet wird, und nur eines der beiden Brennraumdrucksignale einer nachfolgenden Verarbeitungseinheit 28 zuzuführen. Dies kann beispielsweise abhängig von der Arbeitsspiellage, d. h. dem Kurbelwellenwinkel für den betrachteten Zylinder 1, vorgenommen werden.
  • Alternativ kann das Entscheidungselement 27 auch abhängig von dem absoluten Brennraumdruck eine Auswahl der gefilterten Brennraumdrucksignale durchführen. Dabei sollte der absolute Brennraumdruck aus dem dritten gefilterten. Brennraumdrucksignal, d. h. aus dem Brennraumdrucksignal mit der niedrigen Bandbreite, bestimmt werden, da hier die beste Unterdrückung höherfrequenter Störsignale erreicht wird. Beispielsweise kann unterhalb von 5 bar das Signal mit niedriger Bandbreite und ab einem Brennraumdruck von 5 bar das Brennraumdrucksignal mit hoher Bandbreite, d. h. das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal, verwendet werden. Bei diesem Vergleich kann der Schwellenwert des absoluten Brennraumdrucks weiterhin von der Drehzahl und/oder der Last des Verbrennungsmotors abhängen.
  • Weiterhin kann die Entscheidung des Entscheidungselements 27 auch abhängig von dem Zündzeitpunkt oder einem Einspritzzeitpunkt vorgenommen werden. Es kann beispielsweise ab dem Zündzeitpunkt das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal und ab einer Arbeitsspiellage, ab der die Verbrennung auf jeden Fall abgeschlossen ist, wieder das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal mit der niedrigen Bandbreite verwendet werden. Für einen Dieselmotor kann beispielsweise ab dem Zeitpunkt der ersten Voreinspritzung bzw. der ersten Einspritzung das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal mit der hohen Bandbreite und ab einer Arbeitsspiellage, ab der die Verbrennung auf jeden Fall abgeschlossen ist, wieder das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal mit der niedrigen Bandbreite verwendet werden.
  • Der zweite digitale Tiefpassfilter 23 und der dritte digitale Tiefpassfilter 24 können sowohl als FIR- als auch als IIR-Filter ausgelegt werden. Optional können alle der Tiefpassfilter 22, 23, 24 auch Filter umfassen, deren Filtereigenschaften von der Drehzahl abhängen. Das bedeutet, dass auch die Verzögerungen der Filtereinheiten von der Drehzahl abhängen können. Somit kann auch vorgesehen sein, dass die Verzögerungen der Verzögerungselemente 25, 26 drehzahlabhängig ausgestaltet werden.
  • Alternativ kann das Entscheidungselement 27 auch entfallen und es können der Steuereinheit das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal und das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal gleichzeitig bereitgestellt werden. Das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal kann dann beispielsweise zur Berechnung von Merkmalen, wie dem indizierten Mitteldruck und der Verbrennungslage, und das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal zur Berechnung des maximalen Druckgradienten verwendet werden. Alternativ kann auch beispielsweise das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal zur Berechnung des indizierten Mitteldrucks verwendet werden und das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal zur Berechnung der Verbrennungslage.
  • Weiterhin kann eine Unterabtasteinheit zwischen dem zweiten und dem dritten digitalen Tiefpassfilter 23, 24 vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich, die Abtastung mit einer hohen Auflösung vorzunehmen und ein hoch aufgelöstes zweites gefiltertes Brennraumdrucksignal zur Verfügung zu stellen. Dieses hoch aufgelöste zweite gefilterte Brennraumdrucksignal wird nun unterabgetastet, wodurch die Abtastrate verringert wird. Der dritte digitale Tiefpassfilter 24 kann nun das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal mit der niedrigen Abtastrate filtern und das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal mit einer niedrigen Abtastrate zur Verfügung stellen. Selbstverständlich sollten in diesem Fall die digitalen Tiefpassfilter 22, 23, 24 so ausgebildet sein, dass die Aliasing-Bedingungen ausreichend eingehalten werden. Das Entscheidungselement 27 kann dann in dem gewünschten Bereich das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal von dem zweiten digitalen Tiefpassfilter 23 mit der hohen Abtastrate auswählen und in den übrigen Bereichen das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal von dem dritten digitalen Tiefpassfilter 24 mit der niedrigen Abtastrate verwenden. Die Entscheidung kann beispielsweise basierend auf einem Kurbelwellenwinkel KW erfolgen.
  • Alternativ kann die Unterabtasteinheit auch nach dem dritten digitalen Tiefpassfilter 24 vorgesehen werden, um das hoch abgetastete dritte gefilterte Brennraumdrucksignal auf die niedrigere Abtastrate umzutasten.
  • In 3 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals dargestellt. Dabei sind im Unterschied zur Ausführungsform der 2 der zweite und der dritte digitale Tiefpassfilter 23, 24 parallel zueinander angeordnet. Beiden wird als Eingangsgröße das erste gefilterte Brennraumdrucksignal des ersten digitalen Tiefpassfilters 22 zugeführt. Die Grenzfrequenzen der digitalen Tiefpassfilter 22, 23, 24 entsprechen denen der Ausführungsform der 2. Wie zuvor stellt der zweite digitale Tiefpassfilter 23 das zweite gefilterte Brennraumdrucksignal und der dritte digitale Tiefpassfilter 24 das dritte gefilterte Brennraumdrucksignal zur Verfügung. Es sind weiterhin die Verzögerungselemente 25, 26 vorgesehen. Werden der zweite digitale Tiefpassfilter 23 und der dritte digitale Tiefpassfilter 24 mit identischen Verzögerungen vorgesehen, so ist ein Ausgleich durch Verzögerungselemente 25, 26 nicht notwendig und es kann somit auf diese verzichtet werden.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals zur Ermittlung einer eine Verbrennung in einem Zylinder (1) eines Verbrennungsmotors charakterisierenden Größe, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines ersten digitalen Brennraumdrucksignals; – Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals mit einem zweiten Tiefpassfilter (23) mit einer zweiten Grenzfrequenz (fg2), um ein zweites digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten; – Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals und des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals mit einem dritten Tiefpassfilter (24) mit einer dritten Grenzfrequenz (fg3), die kleiner ist als die zweite Grenzfrequenz (fg2), um ein drittes digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten; – Ermitteln der die Verbrennung in dem Zylinder (1) charakterisierenden Größe mithilfe des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste digitale Brennraumdrucksignal durch Abtasten und Analog-Digital-Wandeln eines Sensorsignals eines Brennraumdrucksensors erhalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das erste digitale Brennraumdrucksignal durch Filtern mit einem ersten Tiefpassfilter (22) des mit dem Analog-Digital-Wandler digitalisierten Sensorsignals erhalten wird, wobei der erste Tiefpassfilter eine erste Grenzfrequenz (fg1) aufweist, die größer ist als die zweite Grenzfrequenz (fg2).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das erste digitale Brennraumdrucksignal vor dem Filtern mit dem zweiten Tiefpassfilter (23) unterabgestastet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zum Ermitteln der die Verbrennung in dem Zylinder (1) charakterisierenden Größe zuvor das zweite digitale Brennraumdrucksignal oder das dritte digitale Brennraumdrucksignal ausgewählt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Auswählen des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals abhängig von einer Arbeitsspiellage durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Auswählen des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals abhängig von einem absoluten Brennraumdruck durchgeführt wird, wobei insbesondere das dritte digitale Brennraumdrucksignal als der absolute Brennraumdruck verwendet wird, wobei insbesondere ein Schwellenwertvergleich durchgeführt wird, dessen Schwellenwert für den absoluten Brennraumdruck von der Drehzahl und/oder der Last des Verbrennungsmotors und/oder eines weiteren vorgegebenen Korrekturwertes abhängt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Auswählen des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals abhängig von einem Zündzeitpunkt für eine Zündfunkenerzeugung im Zylinder oder abhängig von einem Einspritzzeitpunkt von Kraftstoff in den Zylinder durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest das zweite digitale Brennraumdrucksignal verzögert wird, um eine Laufzeit des dritten Tiefpassfilters (24) zu kompensieren.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Filterkoeffizienten mindestens eines der verwendeten Tiefpassfilter (22, 23, 24) drehzahlabhängig sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei nach dem Filtern mit dem zweiten digitalen Tiefpassfilter (23) und/oder nach dem Filtern mit dem dritten digitalen Tiefpassfilter (24) ein Unterabtasten vorgesehen wird.
  12. Vorrichtung zum Bereitstellen eines gefilterten Brennraumdrucksignals zur Ermittlung einer eine Verbrennung in einem Zylinder (1) eines Verbrennungsmotors charakterisierenden Größe, umfassend: – einen zweiten Tiefpassfilter (23) mit einer zweiten Grenzfrequenz (fg2) zum Filtern eines bereitgestellten ersten digitalen Brennraumdrucksignals, um ein zweites digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten; – einen dritten Tiefpassfilter (24) mit einer dritten Grenzfrequenz (fg3) zum Filtern des ersten digitalen Brennraumdrucksignals und des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals, um ein drittes digitales Brennraumdrucksignal zu erhalten; – eine Verarbeitungseinheit (28) zum Ermitteln der die Verbrennung in dem Zylinder (1) charakterisierenden Größe mithilfe des zweiten digitalen Brennraumdrucksignals oder des dritten digitalen Brennraumdrucksignals.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Verzögerungselement (25, 26) vorgesehen ist, um das zweite digitale Brennraumdrucksignal zeitlich zu verzögern, so dass das zweite und das dritte Brennraumdrucksignal keinen zeitlichen Versatz zueinander aufweisen, wobei insbesondere die Dauer der Verzögerung von der Drehzahl abhängt.
  14. Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er in einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014102440A1 (de) * 2014-02-25 2014-10-16 Borgwarner Beru Systems Gmbh Verfahren zum Überwachen des Brennraumdrucks eines Motors
EP3124775A1 (de) * 2015-07-28 2017-02-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor
AT518869A4 (de) * 2016-09-28 2018-02-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Erstellen eines entstörten Brennraumsignaldatenstroms

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014102440A1 (de) * 2014-02-25 2014-10-16 Borgwarner Beru Systems Gmbh Verfahren zum Überwachen des Brennraumdrucks eines Motors
EP3124775A1 (de) * 2015-07-28 2017-02-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor
AT518869A4 (de) * 2016-09-28 2018-02-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Erstellen eines entstörten Brennraumsignaldatenstroms
AT518869B1 (de) * 2016-09-28 2018-02-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Erstellen eines entstörten Brennraumsignaldatenstroms
WO2018060339A1 (de) * 2016-09-28 2018-04-05 Avl List Gmbh Verfahren zum erstellen eines entstörten brennraumsignaldatenstroms
US20190249610A1 (en) * 2016-09-28 2019-08-15 Avl List Gmbh Method for producing a combustion space signal data stream with interference suppression
JP2019529809A (ja) * 2016-09-28 2019-10-17 アーファウエル リスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 障害除去された燃焼室信号データ流を形成する方法
US10774758B2 (en) 2016-09-28 2020-09-15 Avl List Gmbh Method for producing a combustion space signal data stream with interference suppression

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