DE102015105220B3 - Method of performing a knock control - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Klopfregelung bei einem Betrieb eines Verbrennungsmotors, wobei eine Lautstärke der Verbrennung für wenigstens einen Zylinder des Verbrennungsmotors erfasst wird, wobei die erfasste Lautstärke mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, um eine klopfende Verbrennung zu erkennen, wobei bei Erkennen einer klopfenden Verbrennung, wenigstens ein Parameter für eine folgende Verbrennung eines Zylinders geändert wird, um eine klopfende Verbrennung wenigstens zu reduzieren, und wobei der Grenzwert abhängig von der Änderung des Parameters angepasst wird, und wobei für wenigstens eine folgende Verbrennung eines Zylinders der angepasste Grenzwert für die Erkennung einer klopfenden Verbrennung verwendet wird.The invention relates to a method for performing a knock control in an operation of an internal combustion engine, wherein a volume of combustion for at least one cylinder of the internal combustion engine is detected, wherein the detected volume is compared with a predetermined limit value to detect a knocking combustion, wherein when detected a knocking combustion, at least one parameter for a subsequent combustion of a cylinder is changed to at least reduce a knocking combustion, and wherein the limit value is adjusted depending on the change of the parameter, and wherein for at least one subsequent combustion of a cylinder, the adjusted limit value for the detection of a knocking combustion is used.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Klopfregelung gemäß Patentanspruch 1, wie beispielsweise aus der
Im Stand der Technik ist es bekannt, Verbrennungen einer Brennkraftmaschine in Bezug auf eine klopfende Verbrennung zu überwachen. Wird eine klopfende Verbrennung erkannt, so wird als Maßnahme bei der nächsten Verbrennung beispielsweise der Zündwinkel des betroffenen Zylinders um einen Zündwinkel-Offset nach spät verstellt. Anschließend wird der Zündwinkel-Offset durch eine langsame Zündwinkel-Frühverstellung wieder abgebaut. Kommt es erneut zu einer klopfenden Verbrennung, bevor der Rückzug der Zündwinkel-Spätverstellung auf den vorgesehenen Sollzündwinkel vollständig abgebaut ist, wird abermals eine sofortige Spätverstellung des Zündwinkels um den Zündwinkel-Offset durchgeführt. In the prior art it is known to monitor combustion of an internal combustion engine with respect to a knocking combustion. If a knocking combustion is detected, as a measure in the next combustion, for example, the ignition angle of the affected cylinder is retarded by an ignition angle offset. Subsequently, the ignition angle offset is reduced again by a slow ignition angle advance. If a knocking combustion occurs again before the retardation of the retard angle retardation to the intended target ignition angle has been completely reduced, an immediate retardation of the ignition angle by the ignition angle offset is again carried out.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Durchführen einer Klopfregelung zur Reduzierung von klopfenden Verbrennungen bereitzustellen. The object of the invention is to provide an improved method of performing a knock control to reduce knocking burns.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. The object of the invention is achieved by the method according to
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass eine präzisere Regelung zur Reduzierung von klopfenden Verbrennungen erreicht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass zur Erkennung einer klopfenden Verbrennung eine Lautstärke der Verbrennung erfasst wird und mit einem Grenzwert verglichen wird. Abhängig vom Vergleich wird wenigstens ein Parameter der Verbrennung geändert, um ein Auftreten klopfender Verbrennungen wenigstens zu reduzieren, insbesondere vollständig zu vermeiden. An advantage of the method described is that a more precise control for reducing knocking burns is achieved. This is achieved by detecting a combustion volume to detect a knocking combustion and comparing it with a limit value. Depending on the comparison, at least one parameter of the combustion is changed in order to at least reduce, in particular completely avoid, the occurrence of knocking burns.
Versuche haben gezeigt, dass es von Vorteil ist, den Grenzwert abhängig von einer Änderung des Parameters festzulegen, der für eine Reduzierung der klopfenden Verbrennungen verändert wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Grenzwert, der zur Erkennung einer klopfenden Verbrennung verwendet wird, gleichzeitig von der Änderung des Parameters abhängt. Dadurch wird eine Adaption des Grenzwertes an veränderte Verbrennungsbedingungen ermöglicht. Somit wird eine präzisere Ermittlung des Grenzwertes für die jeweilige Verbrennung erreicht. Experiments have shown that it is advantageous to set the threshold depending on a change in the parameter being changed for a reduction in knocking burns. In this way it is achieved that the limit value used to detect a knocking combustion simultaneously depends on the change of the parameter. This makes it possible to adapt the limit value to changed combustion conditions. Thus, a more precise determination of the limit value for the respective combustion is achieved.
In einer Ausführungsform wird der Grenzwert abhängig von einer Referenzlautstärke ermittelt, wobei die Referenzlautstärke abhängig von der gemessenen Lautstärke der Verbrennung ermittelt wird. Die Referenzlautstärke stellt ein wesentliches Merkmal dar, mit dem eine klopfende Verbrennung überprüft werden kann. In one embodiment, the limit value is determined as a function of a reference volume, the reference volume being determined as a function of the measured volume of the combustion. The reference volume is an essential feature with which knocking combustion can be checked.
In einer Ausführungsform wird zur Ermittlung des Grenzwertes die Änderung des Parameters zur Reduzierung von Verbrennungen für wenigstens einen weiteren Zylinder berücksichtigt. Auf diese Weise kann eine Art Mittelung erreicht werden. Versuche haben gezeigt, dass diese Vorgehensweise eine Verbesserung der Laufruhe des Verbrennungsmotors bewirkt. In one embodiment, the change in the parameter for reducing combustion for at least one additional cylinder is taken into account in order to determine the limit value. In this way a kind of averaging can be achieved. Experiments have shown that this approach causes an improvement in the smoothness of the internal combustion engine.
In einer weiteren Ausführungsform besteht der Parameter in einer Verstellung des Zündzeitpunktes der Verbrennung gegenüber einem vorgegebenen Sollzündzeitpunkt, der beispielsweise abhängig von Last und Drehzahl bestimmt wird. Mithilfe der Verstellung des Zündzeitpunktes kann eine effektive Klopfregelung erreicht werden. In a further embodiment, the parameter consists in an adjustment of the ignition timing of the combustion with respect to a predetermined Sollzündzeitpunkt, which is determined, for example, depending on load and speed. By adjusting the ignition timing, effective knock control can be achieved.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Grenzwert abhängig von einem Mittelwert von Änderungen des Parameters zur Reduzierung von klopfenden Verbrennungen für wenigstens zwei Zylinder ermittelt. Dabei kann eine positive oder eine negative Abweichung des Parameters zur Reduzierung der klopfenden Verbrennung des Zylinders gegenüber dem Mittelwert berücksichtigt werden, um den Grenzwert zu ermitteln. Somit wird eine weitere Verbesserung der Laufruhe des Verbrennungsmotors erreicht. In a further embodiment, the threshold is determined as a function of an average of changes in the parameter for reducing knocking burns for at least two cylinders. In this case, a positive or a negative deviation of the parameter for reducing the knocking combustion of the cylinder relative to the mean value can be taken into account in order to determine the limit value. Thus, a further improvement in the smoothness of the internal combustion engine is achieved.
In einer weiteren Ausführung führt eine Abweichung des Zündwinkelrückzuges des aktuellen Zylinders gegenüber dem Mittelwert der Zündwinkelrückzüge wenigstens von zwei Zylindern in Richtung auf eine spätere Zündung zu einer Anhebung des Korrekturfaktors bzw. der Klopferkennungsschwelle. In a further embodiment, a deviation of the ignition angle retreat of the current cylinder from the mean value of the ignition angle retractions of at least two cylinders in the direction of a later ignition leads to an increase of the correction factor or the knock detection threshold.
In einer weiteren Ausführung führt eine Abweichung des Zündwinkelrückzuges des aktuellen Zylinders gegenüber dem Mittelwert der Zündwinkelrückzüge wenigstens von zwei Zylindern in Richtung auf eine frühere Zündung zu einer Absenkung des Korrekturfaktors bzw. der Klopferkennungsschwelle. In a further embodiment, a deviation of the ignition angle retreat of the current cylinder from the mean value of the ignition angle retractions of at least two cylinders in the direction of an earlier ignition leads to a lowering of the correction factor or the knock detection threshold.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine einfache Durchführung der Regelung dadurch erreicht, dass die Änderung des Verbrennungsparameters als Faktor berücksichtigt wird, mit dem der Grenzwert bewertet wird, insbesondere multipliziert wird. Somit kann mit einfachen Mitteln verbesserter Grenzwert berechnet werden. In a further embodiment, a simple implementation of the control is achieved in that the change in the combustion parameter is taken into account as a factor with which the limit value is evaluated, in particular multiplied. Thus, improved limit can be calculated with simple means.
Es zeigen Show it
Zudem ist eine Referenzlautstärke
Zudem ist ein Zündwinkelrückzug
Eine klopfende Verbrennung wird z.B. dann erkannt, wenn die Verbrennungslautstärke
Versuche haben gezeigt, dass durch den Zündwinkelrückzug
Versuche haben gezeigt, dass es vorteilhaft ist, den Grenzwert zur Erkennung einer klopfenden Verbrennung in Abhängigkeit von einer Änderung des Sollzündwinkels, d.h. abhängig von dem Zündwinkelrückzug zu ermitteln. Zur Reduzierung oder Vermeidung einer klopfenden Verbrennung können verschiedene Parameter wie beispielsweise der Zündwinkel, eine Verminderung der Last, also des effektiven Mitteldrucks, eine Anreicherung des Gemisches mit Kraftstoff zur Innenkühlung des Brennraumes des Zylinders, eine Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses, eine Einspritzung von kühlenden, detonationsverhindernden Substanzen wie z.B. Wasser-Ethanol, Propan, usw. verändert werden. Wird wenigstens einer dieser Parameter geändert, um eine klopfende Verbrennung zu reduzieren oder zu vermeiden, so kann auch eine Änderung des wenigstens eine Parameters zur Berechnung des Grenzwertes berücksichtigt werden. Experiments have shown that it is advantageous to set the limit value for detecting a knocking combustion in response to a change in the target ignition angle, i. to determine depending on the ignition angle retraction. To reduce or avoid knocking combustion, various parameters such as the ignition angle, a reduction of the load, ie the effective mean pressure, an enrichment of the mixture with fuel for internal cooling of the combustion chamber of the cylinder, a reduction of the compression ratio, an injection of cooling, detonation-preventing substances such as Water-ethanol, propane, etc. are changed. If at least one of these parameters is changed in order to reduce or avoid a knocking combustion, a change of the at least one parameter for calculating the limit value can also be taken into account.
Ein schneller und effektiver Eingriff in die Verbrennung wird mithilfe des Zündwinkels, das heißt des Zündzeitpunktes erreicht. Durch eine Verschiebung des Zündzeitpunktes gegenüber einem Sollzündzeitpunkt in Richtung auf eine späte Verbrennung wird eine klopfende Verbrennung reduziert, insbesondere vermieden. Der Sollzündzeitpunkt wird in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl des Verbrennungsmotors durch entsprechende Verfahren, Kennlinien und Diagramme ermittelt. Wird nun von einem Steuergerät eine klopfende Verbrennung erkannt, wird wenigstens ein Parameter der Verbrennung gegenüber dem Sollwert geändert, insbesondere der Zündzeitpunkt in Richtung auf spät verschoben, um die klopfende Verbrennung zu reduzieren bzw. zu vermeiden. Zudem wird anschließend der geänderte Parameter der Verbrennung wieder in Richtung Sollwert stufenweise oder kontinuierlich verschoben. A quick and effective intervention in the combustion is achieved by means of the ignition angle, that is the ignition timing. By a shift of the ignition timing relative to a Sollzündzeitpunkt in the direction of a late combustion a knocking combustion is reduced, in particular avoided. The Sollzündzeitpunkt is determined as a function of the load and the speed of the internal combustion engine by appropriate procedures, curves and diagrams. If now a knocking combustion is detected by a control unit, at least one parameter of the combustion is changed with respect to the desired value, in particular the ignition timing is shifted in the direction of late in order to reduce or avoid the knocking combustion. In addition, the changed parameter of the combustion is subsequently shifted stepwise or continuously in the direction of the setpoint.
Zudem ist ein drittes Diagramm
Der Klopferkennungsfaktor
Durch die Einführung eines vom Zündwinkelrückzug abhängigen Korrekturfaktors und die Ermittlung der Klopferkennungsschwelle
Der Zündwinkel wird unabhängig vom Zündwinkelrückzug und abhängig vom Verbrennungsgeräusch wieder in Richtung auf den Sollzündwinkel nach früh geregelt werden. Somit kann ein optimaler Zündwinkel für jeden Zylinder eingehalten werden.
Anhand des zweiten Diagrammes kann erkannt werden, wie sich gemäß dem bisherigen Stand der Technik die bisherige Klopferkennungsschwelle
Bei einem folgenden Programmpunkt
Ergibt der Vergleich bei Programmpunkt
Ergibt der Vergleich bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
In dem Beispiel der
Nach Abarbeitung von Programmpunkt
Ein Mittelwert
Für Zylinder mit nach spät vom Mittelwert abweichendem Zündwinkelrückzug werden der Korrekturfaktor und somit auch die Klopferkennungsschwelle angehoben. Für Zylinder mit nach früh in Bezug auf den Mittelwert abweichenden Zündwinkelrückzug werden der Korrekturfaktor und somit auch die Klopferkennungsschwelle abgesenkt. Somit wird bei Abweichung des Zündwinkels nach spät die Empfindlichkeit der Klopferkennung abgesenkt, d.h. der Zündwinkel kann leichter zum Mittelwert aller Zündwinkel der Zylinder zurückkehren. Bei einer Abweichung des Zündwinkels in Richtung auf früh wird die Empfindlichkeit erhöht. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit für das Erkennen einer klopfenden Verbrennung mit der Zündwinkel-Spätverstellung, welche den Zündwinkel des Zylinders wieder in Richtung auf den Mittelwert aller Zylinder bringt. Durch ein stufenloses Anheben der Klopferkennungsschwelle bei Zündwinkelabweichungen nach spät können klopfende Verbrennungen stets sicher erkannt und ausgeregelt werden. For cylinders with retard angle retardation deviating too late from the mean value, the correction factor and thus also the knock detection threshold are raised. For cylinders with ignition angle retardation deviating early with respect to the mean value, the correction factor and thus also the knock detection threshold are lowered. Thus, as the firing angle deviates, the sensitivity of the knock detection is lowered, i.e., delayed. the firing angle can more easily return to the average of all firing angles of the cylinders. If the ignition angle deviates toward early, the sensitivity is increased. This increases the probability of detecting a knocking combustion with the ignition angle retardation, which brings the ignition angle of the cylinder back toward the average of all cylinders. By infinitely raising the knock detection threshold with ignition angle deviations to late, knocking burns can always be reliably detected and corrected.
Das anhand der
Bei einem folgenden Programmpunkt
Ergibt der Vergleich bei Programmpunkt
Beim Start bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Zudem wird ein Korrekturfaktor für den betrachteten Zylinder abhängig von einer positiven oder negativen Abweichung vom Mittelwert gebildet. Dazu können Kennlinien, Tabellen oder Formeln abgelegt, die eine Festlegung oder Korrektur des Korrekturfaktors abhängig vom Zündwinkelrückzug des Zylinders und abhängig von der Abweichung des Zündwinkelrückzuges des Zylinders vom Mittelwert
Weist der Zündwinkelrückzug des aktuellen Zylinders einen positiven Abstand zum Mittelwert auf, so wird der ermittelte Wert für den Zündwinkelrückzug des Zylinders zusätzlich um einen negativen Wert reduziert. Weist der Zündwinkelrückzug des aktuellen Zylinders einen negativen Abstand zum Mittelwert der Zündwinkelrückzüge auf, so wird der ermittelte Zündwinkelrückzug um einen positiven Wert erhöht. If the ignition angle retraction of the current cylinder has a positive distance to the mean value, then the determined value for the ignition angle retraction of the cylinder is additionally reduced by a negative value. If the ignition angle retraction of the current cylinder has a negative distance to the mean value of the ignition angle retractions, then the determined ignition retraction is increased by a positive value.
Zudem wird über einen vierten Eingang
Anhand des Zylinderrückzuges des aktuellen Zylinders und anhand des Mittelwertes wird bei einem ersten Programmblock
Weist der Zündwinkelrückzug des aktuellen Zylinders einen positiven Abstand zum Mittelwert auf, so wird der ermittelte Wert für den Zündwinkelrückzug des Zylinders zusätzlich um einen negativen Wert reduziert. If the ignition angle retraction of the current cylinder has a positive distance to the mean value, then the determined value for the ignition angle retraction of the cylinder is additionally reduced by a negative value.
Anhand der Abweichung vom Mittelwert und anhand des Korrekturfaktors aus dem Kennfeld
Zudem wird dem vierten Programmblock
Das gleiche Verfahren kann auch verwendet werden, um anstelle der Klopferkennungsschwelle den Klopferkennungsfaktor beim vierten Programmblock
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