DE102010062444A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals einer Verbrennung in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals einer Verbrennung in einem Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrsh; Abtasten eines analogen Sensorsignals eines Brennraumdrucksensors, um ein digitalisiertes Brennraumdrucksignal bereitzustellen; – Durchführen einer Tiefpassfilterung mit einer drehzahlabhängigen Grenzfrequenz, um ein gefiltertes Brennraumdrucksignal zu erhalten; – Umtasten des gefilterten Brennraumdrucksignals, um ein kurbelwellenwinkelbasiertes Brennraumdrucksignal zu erhalten.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, bei denen zur Optimierung des Betriebs der Brennraumdruck mithilfe eines Brennraumdrucksensors erfasst wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren, um einen Verlauf des Brennraumdrucks in geeigneter Weise bereitzustellen.
  • Stand der Technik
  • Insbesondere bei der Verwendung von neuartigen Brennverfahren bei Otto- und Dieselmotoren werden detailliertere Informationen über den Ablauf der Verbrennung in den Zylindern benötigt. Aus diesem Grund werden Brennraumdrucksensoren vorgesehen, mit denen ein aktueller Druck bzw. ein Druckverlauf in den Zylindern des Verbrennungsmotors erfasst werden kann. Der Ablauf der Verbrennung wird in der Regel durch charakteristische Größen dargestellt, die aus der Angabe des Druckverlaufs ermittelt werden. Dazu ist es notwendig, Informationen über den Brennraumdruck bzw. den Verlauf des Brennraumdrucks zunächst digital verfügbar zu machen, indem die Drucksignale von dem Brennraumdrucksensor analog abgetastet und in digitalisierter Form in einem Speicher des Motorsteuergeräts abgelegt werden.
  • Bei bisherigen Verbrennungsmotoren wird die Abtastung der Brennraumdrucksensoren kurbelwellenwinkelbasiert durchgeführt. Beispielsweise wird ein Sensorwert des Brennraumdrucksensors nach jeder Weiterbewegung der Kurbelwelle um ein festgelegtes Inkrement, wie z. B. 1°, ausgelesen. Zuvor kann vorgesehen sein, das Signal des Brennraumdrucksensors analog tiefpasszufiltern, bevor es analog-digital-gewandelt wird.
  • Ein Grundproblem bei der Abtastung des Brennraumdrucksignals ist die Einhaltung des Abtasttheorems. Für eine kurbelwellenwinkelbasierte Abtastung, wie beispielsweise eine Abtastung in Abständen von 1° Kurbelwellenwinkel, bedeutet dies, dass die Abtastfrequenz variabel mit der Drehzahl steigt. Bei 1.000 Umdrehungen pro Minute ist bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor eine Abtastfrequenz von 6 kHz realistisch. Dies bedeutet jedoch eine Abtastfrequenz von 36 kHz bei 6.000 Umdrehungen pro Minute. Weiterhin steigt die Signalbandbreite ebenfalls mit der Drehzahl. Dabei stellt sich das Problem, den Tiefpassfilter, der das analoge Brennraumdrucksignal vor der Analog-Digital-Wandlung filtert, hinsichtlich seiner Grenzfrequenz zu dimensionieren, um mögliche Aliasing-Effekte zu verhindern. Ein analoger Tiefpassfilter, dessen Grenzfrequenz sich mit der Drehzahl ändert, ist jedoch nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren.
  • Im Gegensatz dazu bedeutet dies für eine zeitbasierte Abtastung, dass die zeitliche Abtastfrequenz ausreichend hoch sein muss, um die Anforderungen hinsichtlich der Bandbreite für alle auftretenden Drehzahlen für einen einfachen, kostengünstigen analogen Tiefpassfilter zu erfüllen. Da die digitalisierten Brennraumdrucksignale zwischengespeichert werden, geht insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der Bedarf an Speicherplatz über das hinaus, was im besten Fall für die niedrige Drehzahl benötigt würde. Weiterhin muss vor der Umtastung in den Winkelbereich ebenfalls die Aliasing-Problematik gelöst werden.
  • Aus der Druckschrift DE 102 37 221 A1 ist bekannt, das Brennraumdrucksignal zeitbasiert abzutasten und dieses anschließend in ein Brennraumdrucksignal auf Kurbelwellenwinkelbasis umzutasten. Jedoch hat die in dieser Druckschrift beschriebene Vorgehensweise den Nachteil, dass das kurbelwellenwinkelbasierte Brennraumdrucksignal nur mit einer begrenzten Auflösung, insbesondere bei hohen Drehzahlen, mit eventuell auftretenden Aliasing-Effekten und mit einer begrenzten Signalbandbreite zur Verfügung steht.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals zur Verfügung zu stellen, das obige Nachteile vermeidet und insbesondere eine verbesserte Signalqualität sowie eine größere Signalbandbreite ermöglicht.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    • – Abtasten eines analogen Sensorsignals eines Brennraumdrucksensors, um ein digitalisiertes Brennraumdrucksignal bereitzustellen;
    • – Durchführen einer Tiefpassfilterung mit einer drehzahlabhängigen Grenzfrequenz, um ein gefiltertes Brennraumdrucksignal zu erhalten;
    • – Umtasten des gefilterten Brennraumdrucksignals, um ein kurbelwellenwinkelbasiertes Brennraumdrucksignal zu erhalten.
  • Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, den Brennraumdruck zunächst zeitbasiert zu erfassen, um ein zeitbasiertes Brennraumdrucksignal basierend auf dem erfassten analogen Brennraumdrucksignal bereitzustellen. Anschließend wird das zeitbasierte Brennraumdrucksignal tiefpassgefiltert, wobei die Tiefpassfilterung mit einer drehzahlabhängigen Grenzfrequenz erfolgt und erst anschließend eine Umtastung im Kurbelwellenwinkelbereich vorgenommen wird, um ein kurbelwellenwinkelbasiertes Brennraumdrucksignal zu erhalten. Dadurch kann die Umtastung in dem Kurbelwellenwinkelbereich mit einem minimalen Aliasing-Fehler realisiert werden. Zudem ist bei diesem Verfahren der Rechenaufwand sehr gering und die Anforderungen hinsichtlich der Signalbandbreite für die verschiedenen Drehzahlen werden erfüllt. Das bisherige Problem, auch für höhere Drehzahlen entsprechende Signalbandbreiten zu realisieren, kann mit dem obigen Verfahren ebenso gewährleistet werden.
  • Weiterhin kann das analoge Sensorsignal vor dem Wandeln mit einer analogen Tiefpassfilterung, insbesondere mit einem Tiefpassfilter erster Ordnung, gefiltert werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das gewandelte digitalisierte Brennraumdrucksignal mithilfe einer weiteren digitalen Tiefpassfilterung mit einer festgelegten Grenzfrequenz tiefpassgefiltert wird, insbesondere unter Verwendung eines Moving-Average-Filters.
  • Insbesondere kann vor der Tiefpassfilterung mit der drehzahlabhängigen Grenzfrequenz eine Unterabtastung um einen vorgegebenen Faktor durchgeführt werden. Dabei kann der Faktor der Unterabtastung so gewählt werden, dass sich in Verbindung mit einer zuvor durchgeführten Tiefpassfilterung kein Aliasing einstellt.
  • Weiterhin kann das Umtasten als ein lineares Umtasten unter Berücksichtigung von zwei benachbarten Druckwerten oder durch ein Umtasten, das mehr als zwei benachbarte Druckwerte in einer geeigneten Gewichtung berücksichtigt, durchgeführt werden.
  • Weiterhin kann die Tiefpassfilterung mit der drehzahlabhängigen Grenzfrequenz mithilfe eines FIR- oder IIR-Filters durchgeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann bei dem Umtasten des gefilterten Brennraumdrucksignals Filterlaufzeiten der Tiefpassfilterung und/oder der weiteren Tiefpassfilterung, insbesondere betriebspunktabhängig, kompensiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst:
    • – einen Analog-Digital-Wandler zum Abtasten eines analogen Sensorsignals eines Brennraumdrucksensors, um ein digitalisiertes Brennraumdrucksignal bereitzustellen;
    • – einen Tiefpassfilter zum Durchführen einer Tiefpassfilterung mit einer drehzahlabhängigen Grenzfrequenz, um ein gefiltertes Brennraumdrucksignal zu erhalten; und
    • – einen Umtastblock zum Umtasten des gefilterten Brennraumdrucksignals, um ein kurbelwellenwinkelbasiertes Brennraumdrucksignal zu erhalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem vorgesehen, das einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinder, der mit einem Brennraumdrucksensor versehen ist, und die obige Vorrichtung umfasst.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung 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 einen Zylinder eines Verbrennungsmotors mit einem Brennraumdrucksensor;
  • 2 eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals basierend auf einer zeitbasierten Abtastung des Brennraumdrucks;
  • 3 eine Darstellung der Drehzahlabhängigkeit der Filterkoeffizienten für den digitalen Tiefpassfilter; und
  • 4 ein Vergleich des Brennraumdrucksignals bei einer kurbelwellenwinkelbasierten Abtastung und bei einer zeitbasierten Abtastung mit einer nachfolgenden Umtastung auf den kurbelwellenwinkelbasierten Bereich; und 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 mit dem Brennraum 2 des Zylinders 1 verbunden ist. Weiterhin kann der Zylinder 1 eine Zündvorrichtung 9, beispielsweise in Form einer Zündkerze oder dergleichen, umfassen. Weiterhin kann der Zylinder 1 eine Einspritzvorrichtung 11, welche den Kraftstoff direkt in den Brennraum einspritzt, umfassen.
  • 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. Zur Weiterverarbeitung des Brennraumdrucksignals ist es häufig notwendig, dieses kurbelwellenwinkelbasiert mit einer ausreichenden Bandbreite bereitzustellen. Weiterhin sollte die Berechnung der charakteristischen Größen durch hochfrequente Störungen, beispielsweise in Frequenzbereichen, die keine Verbrennungsinformation enthalten, nicht beeinflusst werden.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung einer Signalverarbeitung eines analog erfassten Brennraumdrucksignals und dessen Bereitstellen als kurbelwellenwinkelbasiertes Brennraumdrucksignal zur Weiterverarbeitung und zur Bestimmung einer Größe, die eine Verbrennung in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors charakterisieren kann.
  • Die Vorrichtung der 2 zeigt einen Brennraumdrucksensor 21 zum Bereitstellen von analogen Sensorsignalen. Die analogen Sensorsignale werden einem analogen Tiefpassfilter 22 zugeführt, in diesem Fall einem RC-Glied erster Ordnung, welcher vorteilhafterweise auf dem Steuergerät angeordnet ist. Mithilfe eines Analog-Digital-Wandlers 23 werden die durch den Tiefpassfilter 22 gefilterten Sensorsignale zeitbasiert abgetastet und es werden somit als Brennraumdrucksignal digitale Brennraumdruckwerte bereitgestellt, die in einem festgelegten zeitlichen Abstand voneinander erfasst worden sind. Der analoge Tiefpassfilter 22 ist mit einer Grenzfrequenz von z. B. 1/5 bis 1/20 der von dem Analog-Digital-Wandler 23 verwendeten Abtastrate eingestellt. Die Abtastfrequenz f1 des Analog-Digital-Wandlers 23 ist konstant und so gewählt, dass keine signifikanten Aliasing-Fehler entstehen. Nach dem Abtasttheorem bedeutet dies, dass die Abtastfrequenz f1 so gewählt sein muss, dass mindestens in den Frequenzen über f1/2 keine relevante Energie mehr enthalten ist.
  • Nach der digitalen Abtastung durch den Analog-Digital-Wandler 23 wird das abgetastete digitale Brennraumdrucksignal auf digitale Weise in einem ersten digitalen Tiefpassfilter 24 gefiltert, insbesondere unter Verwendung eines Moving-Average-Filters. Die digitale Filterung sollte so durchgeführt werden, dass in einem nächsten Schritt eine Unterabtastung mit einer um den Faktor k reduzierten zweiten Abtastfrequenz f2 ohne Aliasing-Fehler möglich ist und die benötigte Signalbandbreite erhalten bleibt. Durch diese Vorgehensweise kann der analoge Tiefpassfilter 22 als ein Filter ohne erhöhte Anforderungen vorgesehen werden.
  • Die gefilterten digitalisierten Brennraumdrucksignale werden im Unterabtastblock 25 mit der zweiten Abtastfrequenz f2, die bezüglich der ersten Abtastfrequenz f1 des Analog-Digital-Wandlers 23 um den Faktor k reduziert ist, unterabgetastet. Dadurch wird der Speicherbedarf zur Zwischenspeicherung der digitalisierten Brennraumdrucksignale reduziert. Häufig sehen herkömmliche Analog-Digital-Wandler die Funktionalität einer Kombination der Blöcke 23 bis 25 vor, so dass bei einer Analog-Digital-Wandlung die digitale Filterung und die Unterabtastung gleichzeitig vorgesehen werden können.
  • Das unterabgetastete, gefilterte und digitalisierte Brennraumdrucksignal wird nun in einem zweiten digitalen Tiefpassfilter 26 tiefpassgefiltert, wobei die Grenzfrequenz fg des zweiten Tiefpassfilters 26 drehzahlabhängig ist und somit variable Filterkoeffizienten aufweist.
  • Der zweite Tiefpassfilter 26 kann grundsätzlich mit einem IIR- oder einem FIR-Filter realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist die Realisierung mit einem IIR-Filter, da dadurch der Rechenaufwand minimiert werden kann. So kann beispielsweise die Filterung mit einem IIR-Filter zweiter Ordnung erfolgen, wobei die drehzahlabhängigen Filterkoeffizienten dann als Funktionen der Drehzahl zum Beispiel in einer Lookup-Table abgelegt werden. In dem Diagramm der 3 sind zur Veranschaulichung die in der Lookup-Tabelle abgelegten Stützstellen aller Koeffizienten abhängig von der Drehzahl dargestellt.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die Filterkoeffizienten a0, a1, a2, b0, b1, b2 über der Drehzahl nur langsam und stetig ändern. In Abhängigkeit von der Drehzahl werden nun die Filterkoeffizienten im einfachsten Fall durch lineare Interpolation angepasst. Dabei kann die Neuberechnung entweder einmal im Arbeitsspiel oder häufiger, beispielsweise alle 180° Kurbelwellenwinkel oder in Abhängigkeit von der Drehzahldynamik, erfolgen.
  • Die drehzahlabhängige Filterlaufzeit des IIR-Filters wird in einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt abhängig von der Drehzahl beachtet. Es ist beispielsweise möglich, die Gesamtfilterlaufzeit durch den ersten Tiefpassfilter 4, den zweiten Tiefpassfilter 6 und den eingangsseitigen analogen Tiefpassfilter 2 ebenfalls als Funktion der Drehzahl, z. B. in einer weiteren Lookup-Tabelle, abzulegen und dann mit einem einstellbaren Verzögerungsglied (nicht gezeigt) die entsprechenden Laufzeitanpassungen vorzunehmen.
  • Eine Realisierung des benötigten zweiten digitalen Tiefpassfilters mit drehzahlabhängiger Grenzfrequenz ist auch mit einem FIR-Filter möglich. Nachteilig sind hier die erhöhte Rechenzeit, insbesondere bei einer höheren Ordnung des Filters, sowie der Aufwand für die Berechnung bzw. Speicherung der Filterkoeffizienten. Die Gesamtfilterlaufzeiten können hier jedoch einfacher kompensiert werden, da diese drehzahlunabhängig sind.
  • Nachfolgend wird kurz dargestellt, wie die variablen FIR-Filterkoeffizienten berechnet werden können. Wie bei dem IIR-Filter sind auch bei dem FIR-Filter die Filterkoeffizienten drehzahlabhängig zu wählen. Dabei ist die Grenzfrequenz fg des Tiefpassfilters bei konstanter gegebener Abtastfrequenz fA entweder als lineare Funktion der Drehzahl dargestellt oder über der Drehzahl als Kennlinie abgelegt. Die Berechnung der Filterkoeffizienten hTP(k) kann nach folgender Formel erfolgen:
    Figure 00090001
  • Die Sinusfunktion ist dabei vorteilhafterweise im Steuergerät als Funktion abgelegt. Die Abtastfrequenz fA ist bekannt und konstant. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, diesen Filter noch mit einer Fensterfunktion, beispielsweise einem Hamming-Fenster, zu bewerten.
  • Als letzter Schritt des Verfahrens wird das zeitbasierte, zweifach gefilterte digitale Brennraumdrucksignal in einem Umtastblock 27 von der Zeitabtastrate fa2 auf eine Abtastrate im Kurbelwellenwinkelbereich umgetastet, die z. B. einer Abtastrate entspricht, die einer Bewegung der Kurbelwelle um ein bestimmtes vorgegebenes Inkrement, z. B. von 1° Kurbelwellenwinkel, entspricht. Dazu wird eine Synchronisation zwischen den Abtastzeitpunkten der Zeitabtastung und den Zeitpunkten jedes vollen Winkelinkrements des Kurbelwellenwinkels bzw. jeder Flanke des Geberrades (zum Beispiel mit Hilfe eines Geberrads mit 60 Zähnen bei dem 2 Zähne weggelassen werden) verwendet. Dabei kann gleichzeitig eine Kompensation der Filterlaufzeiten des Analogfilters, des ersten digitalen Tiefpassfilters 4 und des zweiten digitalen Tiefpassfilters 6 erfolgen. Die so erhaltenen kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdruckdaten werden dann für eine weitere Berechnung in einem Speicher des Steuergeräts abgelegt.
  • Die Umtastung kann dabei durch lineare Umtastung unter Berücksichtigung von zwei benachbarten Druckwerten erfolgen oder durch eine Umtastung, die mehr als zwei benachbarte Druckwerte in einer geeigneten Gewichtung berücksichtigt. Werden mehr als zwei benachbarte Druckwerte durch geeignete Gewichtung berücksichtigt, stellt dies ebenfalls eine signifikante Tiefpassfilterung da, die zum Beispiel alternativ oder zusätzlich zu dem zweiten digitalen Tiefpassfilter 26 durchgeführt werden kann. Die geeigneten Gewichtungen und/oder die Zahl der berücksichtigten benachbarten Druckwerte können dann drehzahlabhängig sein.
  • Ein Vergleich zwischen einer Filterung mit Abtastung im Kurbelwellenwinkelbereich und der beschriebenen Abtastung im Zeitbereich, einschließlich anschließender Umtastung, ist beispielsweise in 3 dargestellt. Durch das oben beschriebene Verfahren erzielt man ein deutlich rauschärmeres Brennraumdrucksignal, welches für die anschließende Merkmalsberechnung besser geeignet ist.
  • 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 10237221 A1 [0006]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals, umfassend die folgenden Schritte: – Abtasten eines analogen Sensorsignals eines Brennraumdrucksensors (10), um ein digitalisiertes Brennraumdrucksignal bereitzustellen; – Durchführen einer Tiefpassfilterung mit einer drehzahlabhängigen Grenzfrequenz, um ein gefiltertes Brennraumdrucksignal zu erhalten; – Umtasten des gefilterten Brennraumdrucksignals, um ein kurbelwellenwinkelbasiertes Brennraumdrucksignal zu erhalten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das analoge Sensorsignal vor dem Wandeln mit einer analogen Tiefpassfilterung, insbesondere mit einem Tiefpass filter (22) erster, zweiter oder höherer Ordnung gefiltert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das gewandelte digitalisierte Brennraumdrucksignal mithilfe einer weiteren digitalen Tiefpassfilterung mit einer festgelegten Grenzfrequenz tiefpassgefiltert wird, insbesondere unter Verwendung eines Moving-Average-Filters.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei vor der Tiefpassfilterung mit der drehzahlabhängigen Grenzfrequenz eine Unterabtastung um einen vorgegebenen Faktor durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Faktor der Unterabtastung so gewählt wird, dass sich in Verbindung mit einer zuvor durchgeführten Tiefpassfilterung kein Aliasing einstellt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Umtasten als ein lineares Umtasten unter Berücksichtigung von zwei benachbarten Druckwerten oder durch ein Umtasten, das mehr als zwei benachbarte Druckwerte in einer geeigneten Gewichtung berücksichtigt, durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Tiefpassfilterung mit der drehzahlabhängigen Grenzfrequenz mithilfe eines FIR- oder IIR-Filters durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei bei dem Umtasten des gefilterten Brennraumdrucksignals Filterlaufzeiten der Tiefpassfilterung und/oder der weiteren Tiefpassfilterung, insbesondere betriebspunktabhängig, kompensiert werden.
  9. Vorrichtung zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals, umfassend: – einen Analog-Digital-Wandler (23) zum Abtasten eines analogen Sensorsignals eines Brennraumdrucksensors, um ein digitalisiertes Brennraumdrucksignal bereitzustellen; – einen Tiefpassfilter (24) zum Durchführen einer Tiefpassfilterung mit einer drehzahlabhängigen Grenzfrequenz, um ein gefiltertes Brennraumdrucksignal zu erhalten; und – einen Umtastblock (27) zum Umtasten des gefilterten Brennraumdrucksignals, um ein kurbelwellenwinkelbasiertes Brennraumdrucksignal zu erhalten.
  10. Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor mit einem Zylinder (1), der mit einem Brennraumdrucksensor (10) versehen ist, und mit einer Vorrichtung nach Anspruch 8.
  11. Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt.
DE201010062444 2010-12-06 2010-12-06 Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines kurbelwellenwinkelbasierten Brennraumdrucksignals einer Verbrennung in einem Verbrennungsmotor Pending DE102010062444A1 (de)

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