DE102016222709A1 - Method for determining combustion misfires in a spark-ignited internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es ist ein Verfahren zum Ermitteln von Verbrennungsaussetzern bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor (10) beschrieben, das die Schritte zeitabhängiges Messen einer Drehzahl eines Abgasturboladers (26) und Ermitteln basierend auf der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl, ob ein Verbrennungsaussetzer bei dem Verbrennungsmotor (10) vorliegt, aufweist.A method for determining misfiring in a spark-ignited internal combustion engine (10), comprising the steps of time-measuring a speed of an exhaust gas turbocharger (26) and determining based on the measured time-dependent speed whether a misfire is present in the internal combustion engine (10) ,
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein elektronisches Steuergerät zum Ermitteln von Verbrennungsaussetzern bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.The invention relates to a method and an electronic control unit for determining combustion misfires in a spark-ignited internal combustion engine, a computer program and a machine-readable storage medium.
Stand der TechnikState of the art
Aus der Praxis ist es bekannt, dass fremdgezündete Verbrennungsmotoren, d.h. Ottomotoren, die als elektronisch angesteuertes Zündsystem zumindest eine Zündkerze aufweisen, um ein Brennstoff-Luft-Gemisch in einem Brennraum zumindest eines der Zündkerze zugeordneten Zylinders des Verbrennungsmotors zu zünden, Verbrennungsaussetzer aufweisen können. Bei solchen Verbrennungsaussetzern ist die Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs im Brennraum des Zylinders unzureichend oder fällt vollständig aus. Um solche Verbrennungsaussetzer zu erkennen, werden Onboard-Diagnoseverfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern während des Betriebs des Verbrennungsmotors durchgeführt.From practice, it is known that spark ignited internal combustion engines, i. Gasoline engines, which have at least one spark plug as electronically controlled ignition system in order to ignite a fuel-air mixture in a combustion chamber of at least one of the spark plug associated cylinder of the internal combustion engine, may have misfires. In such combustion misfires, the ignition of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the cylinder is insufficient or fails completely. To detect such misfires, onboard diagnostic methods for detecting misfires during operation of the internal combustion engine are performed.
Beispielweise beschreibt
Es besteht ein Bedürfnis, Verbrennungsaussetzer bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren, insbesondere über weite Betriebsbereiche, auf einfache und effiziente Weise genau, insbesondere fehlerfrei, zu erkennen.There is a need to accurately detect combustion misfires in spark-ignited internal combustion engines, in particular over wide operating ranges, in a simple and efficient manner, in particular without errors.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist ein Verfahren und ein elektronisches Steuergerät zum Ermitteln von Verbrennungsaussetzern bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt.A method and electronic control apparatus for determining misfiring in a spark-ignition internal combustion engine, a computer program, and a machine-readable storage medium are provided in accordance with the independent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Ermitteln von Verbrennungsaussetzern bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor bereitgestellt, das die Schritte zeitabhängiges Messen einer Drehzahl eines Abgasturboladers und Ermitteln basierend auf der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl, ob ein Verbrennungsaussetzer bei dem Verbrennungsmotor vorliegt, aufweist.According to a first aspect, there is provided a method for determining combustion misfires in a spark-ignited internal combustion engine, comprising the steps of time-measuring a speed of an exhaust gas turbocharger and determining based on the measured time-dependent speed whether a combustion misfire is present in the internal combustion engine.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das als Teil einer Onboard-Diagnose für einen fremdgezündeten Verbrennungsmotor sein kann, wird auf eine Drehzahl eines Abgasturboladers des Verbrennungsmotors zurückgegriffen, um Rückschlüsse auf Verbrennungsaussetzer bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors zu schließen. Der Abgasturbolader des Verbrennungsmotors kann dabei typischerweise ein bezüglich des Zylinders bzw. der Zylinder abgasseitiges Turbinenrad und ein bezüglich des Zylinders bzw. der Zylinder lufteinlassseitiges Verdichterrad aufweisen, die über eine Läuferwelle miteinander verbunden sind. Das Verdichterrad, das Turbinenrad und die Läuferwelle können zusammen das sogenannte „Laufzeug“ bilden. Aus den Zylindern ausgestoßenes heißes Abgas treibt das Turbinenrad an, das wiederum das über die Läuferwelle verbundene Verdichterrad antreibt, das zum verbesserten Ansaugen von Kaltluft in die Verbrennungszylinder genutzt wird, da die Luft hierdurch komprimiert wird. In Abhängigkeit eines Arbeitstakts des Verbrennungsmotors unterliegt der Ausstoß des Abgases und damit die Drehbewegung des Abgasturboladers im Normalbetrieb einer gleichförmigen pulsartigen Bewegung, und eine Abweichung von diesem Normalverhalten kann einen Rückschluss auf einen Verbrennungsaussetzer in den Zylindern erlauben. Insbesondere kann sich eine sporadisch auftretende, fehlende oder unzureichende Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs in den Zylindern dabei beispielsweise durch einen niedrigeren Drehzahlhub des jeweiligen Abgaspulses bzw. das Ausbleiben eines solchen Drehzahlhubs äußern, da Abgas mit zumindest teilweise unverbranntem Brennstoff-Luft-Gemisch eine wesentlich geringere Enthalpie als Abgas aus vollständig verbranntem Brennstoff-Luft-Gemisch aufweist.In the method according to the invention, which may be part of an onboard diagnosis for a spark ignition internal combustion engine, a speed of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine is used to draw conclusions about combustion misfires during operation of the internal combustion engine. The exhaust-gas turbocharger of the internal combustion engine can typically have a turbine wheel with exhaust gas relative to the cylinder or the cylinder and a compressor wheel which is connected to the cylinder or the cylinder on the air intake side and which are connected to one another via a rotor shaft. The compressor wheel, the turbine wheel and the rotor shaft together can form the so-called "power tool". Hot exhaust gas discharged from the cylinders drives the turbine wheel, which in turn drives the compressor wheel connected via the rotor shaft, which is used for improved suction of cold air into the combustion cylinders, as the air is thereby compressed. Depending on an operating cycle of the internal combustion engine, the exhaust gas emission and thus the rotational movement of the exhaust gas turbocharger undergo a uniform pulse-like movement during normal operation, and a deviation from this normal behavior may allow a conclusion to a combustion misfire in the cylinders. In particular, a sporadic, missing or inadequate combustion of the fuel-air mixture in the cylinders can be expressed for example by a lower speed of the respective exhaust pulse or the absence of such a speed, since exhaust with at least partially unburned fuel-air mixture a has significantly lower enthalpy than exhaust gas from fully combusted fuel-air mixture.
Da der Abgasturbolader vom Verbrennungsmotor, inklusive Kurbelwelle, sowie auch von dem gesamten weiteren Antriebsstrang, inklusive Getriebe, mechanisch entkoppelt ist, und somit keine Rückkopplungen zur Fahrbahnbeschaffenheit wie beispielsweise Bodenwellen in der Fahrbahn gegeben sind, können die über die Drehzahl des Abgasturboladers ermittelten Verbrennungsaussetzer, insbesondere im Gegensatz zu den aus der Drehbewegung der Kurbelwelle ermittelten Verbrennungsaussetzer, besser erkannt werden.Since the exhaust gas turbocharger from the internal combustion engine, including the crankshaft, as well as the entire other powertrain, including transmission, mechanically decoupled, and thus no feedbacks to the road conditions such as bumps are given in the road, determined via the speed of the exhaust gas turbocharger combustion misfires, in particular in contrast to the determined from the rotational movement of the crankshaft combustion misfire, be better recognized.
Das Erkennen von Verbrennungsaussetzern mittels der Drehzahl des Abgasturboladers ist insbesondere im Bereich niedriger Motordrehzahlen und Motorlasten vorteilhaft, bei denen beispielsweise Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern basierend auf einer Drehungleichförmigkeit der Kurbelwellendrehbewegung besonders sensitiv auf Bodenwellen in der Fahrbahn reagieren würden. Bei Verbrennungsmotoren, die mit einem Zweimassenschwungrad zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe ausgestattet sind, kann eine robuste Detektion von sporadischen Verbrennungsaussetzern über ein Signal, das indikativ für eine Kurbelwellendrehbewegung ist, besonders schwierig sein. Das Verfahren kann daher insbesondere bei einer solchen Bauform des Antriebsstrangs verwendet werden, da der Abgasturbolader vom Verbrennungsmotor, vom Getriebe und vom Antriebsstrang mechanisch entkoppelt ist.The detection of combustion misfires by means of the rotational speed of the exhaust gas turbocharger is Especially in the range of low engine speeds and engine loads advantageous in which, for example, methods for detecting misfires based on a rotational irregularity of the crankshaft rotational movement would react particularly sensitive to bumps in the road. In internal combustion engines equipped with a dual mass flywheel between the internal combustion engine and the transmission, robust detection of sporadic combustion misfires via a signal indicative of crankshaft rotation may be particularly difficult. The method can therefore be used in particular in such a design of the drive train, since the exhaust gas turbocharger from the engine, the transmission and the drive train is mechanically decoupled.
Der Verbrennungsmotor kann einen oder mehrere Zylinder aufweisen, also einzylindrig oder mehrzylindrig ausgebildet sein.The internal combustion engine may have one or more cylinders, that is, be designed as a single-cylinder or multi-cylinder.
In einer Ausführungsform kann die Drehzahl eines Verdichterrads des Abgasturboladers gemessen werden. Dabei kann beispielsweise ein Sensor zum Messen der Drehzahl des Verdichterrads, beispielsweise ein Drehzahlsensor mit der Bezeichnung RS-T1-Sensor der Firma Robert Bosch GmbH verwendet werden. Die Anordnung des Sensors am Verdichterrad kann eine große Langlebigkeit des verwendeten Sensorbauteils bewirken, da die Luftansaugseite des Abgasturboladers kälter als die Abgasseite des Abgasturboladers ist. Die Genauigkeit der Drehzahlmessung wird nicht beeinflusst, da das Turbinenrad mit dem Verdichterrad über eine Läuferwelle verbunden ist und damit dieselbe Drehbewegung aufweist.In one embodiment, the rotational speed of a compressor wheel of the exhaust gas turbocharger can be measured. In this case, for example, a sensor for measuring the rotational speed of the compressor wheel, for example, a speed sensor with the name RS-T1 sensor from Robert Bosch GmbH can be used. The arrangement of the sensor on the compressor wheel can cause a great longevity of the sensor component used, since the air intake side of the exhaust gas turbocharger is colder than the exhaust gas side of the exhaust gas turbocharger. The accuracy of the speed measurement is not affected because the turbine wheel is connected to the compressor wheel via a rotor shaft and thus has the same rotational movement.
Zusätzlich oder alternativ kann die Drehzahl des Turbinenrads des Abgasturboladers gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Drehzahl der Läuferwelle des Abgasturboladers gemessen werden. Dazu können entsprechende Sensoren zum Messen der Drehzahl des Turbinenrads bzw. der Läuferwelle vorgesehen sein, die als RS-T1-Sensor ausgestaltet sein können.Additionally or alternatively, the rotational speed of the turbine wheel of the exhaust gas turbocharger can be measured. Additionally or alternatively, the rotational speed of the rotor shaft of the exhaust gas turbocharger can be measured. For this purpose, corresponding sensors for measuring the rotational speed of the turbine wheel or the rotor shaft can be provided, which can be configured as an RS-T1 sensor.
In einer Ausführungsform kann der Verbrennungsaussetzer ermittelt werden, indem eine maximale Amplitude eines Drehzahlhubs der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl mit einem Referenzamplitudenwert verglichen wird, wobei der Verbrennungsaussetzer vorliegen kann, wenn die maximale Amplitude des Drehzahlhubs der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl kleiner als der Referenzamplitudenwert ist. Diese Maßnahme kann eine hochaufgelöste, präzise Erkennung des Verbrennungsaussetzers ermöglichen, indem die einzelnen Abgaspulse aufgrund des ausströmenden, heißen und mit Enthalpie behafteten Abgases jedes Verbrennungsvorgangs derart analysiert wird, dass pro Abgaspuls eine maximale Amplitude der Drehzahlerhöhung in einem Drehzahlhub bestimmt wird. Setzt beispielsweise die Verbrennung aus, äußert sich dies unmittelbar durch eine wesentlich geringere maximale Drehzahlamplitude des jeweiligen Abgaspulses, so dass ein kleinerer Drehzahlhub vorliegt oder ein solcher Drehzahlhub ausbleibt. Ein Vergleich mit einem Referenzamplitudenwert ermöglicht also auf einfache und genaue Weise eine Ermittlung, ob ein Verbrennungsaussetzer vorliegt oder nicht.In one embodiment, the misfire may be determined by comparing a maximum amplitude of a speed swing of the measured time-dependent speed with a reference amplitude value, wherein the misfire may be present when the maximum amplitude of the speed swing of the measured time-dependent speed is less than the reference amplitude value. This measure can enable a high-resolution, precise detection of the misfire by the individual exhaust pulses is analyzed due to the effluent, hot and enthalpy-containing exhaust gas combustion process such that per exhaust pulse, a maximum amplitude of the speed increase is determined in a Drehzahlhub. If, for example, the combustion stops, this manifests itself directly by a significantly lower maximum rotational speed amplitude of the respective exhaust pulse, so that a smaller rotational speed stroke is present or such a rotational speed stroke does not occur. A comparison with a reference amplitude value thus makes it possible in a simple and accurate way to determine whether a misfire is present or not.
Die maximale Amplitude des Drehzahlhubs kann derart ermittelt werden, indem ein quantitativer Unterschied zwischen einem Amplitudenmaximum des Drehzahlhubs und einem Referenzbezugsniveau ermittelt werden kann. Das Referenzbezugsniveau kann einer Drehzahl von Null entsprechen oder einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl des Abgasturboladers oder einer linear ansteigenden bzw. abfallenden Drehzahl des Abgasturboladers, ausgehend von dieser ein Ansteigen der Drehzahl in dem Drehzahlhub ermittelbar ist. Eine solche konstante Drehzahl kann beispielsweise dadurch auftreten, dass der Abgasturbolader im Betrieb des Verbrennungsmotors eine Drehgeschwindigkeit ungleich von Null erreicht hat. Eine linear ansteigende bzw. abfallende Drehzahl kann beispielsweise dadurch auftreten, dass der Abgasturbolader sich im Betrieb des Verbrennungsmotors gleichmäßig beschleunigt bzw. abbremst. Um die maximale Amplitude zu ermitteln, kann insbesondere eine Auswertezeiteinheit zugrunde gelegt werden, welche einer Phase eines Arbeitstakt eines Zylinders, d.h. einer Zeit zum Verdichten des Brennstoff-Gas-Gemischs, zum Expandieren des Brennstoff-Gas-Gemischs, zum Ausschieben des verbrannten Brennstoff-Gas-Gemischs in Form von Abgas oder zum Ansaugen von Luft bei Verwendung einer Brennstoffdirekteinspritzung bzw. Ansaugen eines Brennstoff-Gas-Gemischs bei Verwendung einer Saugrohreinspritzung, entspricht. In Abhängigkeit der Anzahl der Zylinder kann mit anderen Worten die Auswertezeiteinheit ermittelt werden, die einem Intervall von 720 Grad Kurbelwelle / Anzahl der Zylinder entsprechen kann. In jedem der Auswertezeiteinheiten ist dann ein Drehzahlhub zu erwarten, dessen maximale Amplitude ermittelt werden kann.The maximum amplitude of the Drehzahlhubs can be determined such that a quantitative difference between an amplitude maximum of the Drehzahlhubs and a reference reference level can be determined. The reference reference level may correspond to a rotational speed of zero or a substantially constant rotational speed of the exhaust gas turbocharger or a linearly rising or falling rotational speed of the exhaust gas turbocharger, on the basis of which an increase in rotational speed in the rotational speed stroke can be determined. Such a constant speed can occur, for example, in that the exhaust gas turbocharger has reached a rotational speed not equal to zero during operation of the internal combustion engine. A linearly rising or falling speed can occur, for example, in that the exhaust gas turbocharger accelerates or decelerates uniformly during operation of the internal combustion engine. In order to determine the maximum amplitude, it is possible in particular to use an evaluation unit which corresponds to a phase of a working cycle of a cylinder, i. a time for compressing the fuel-gas mixture, for expanding the fuel-gas mixture, for expelling the combusted fuel-gas mixture in the form of exhaust gas or for drawing in air when using a direct fuel injection or a fuel gas Mixture when using a port injection, corresponds. In other words, the evaluation unit which can correspond to an interval of 720 degrees crankshaft / number of cylinders can be determined as a function of the number of cylinders. In each of the evaluation units then a speed increase is expected, the maximum amplitude can be determined.
In einer Ausführungsform kann der Referenzamplitudenwert einem Bruchteil eines Durchschnittswerts oder einem Durchschnittswert von maximalen Amplituden von Drehzahlhüben der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl bei einem Betrieb ohne Verbrennungsaussetzer entsprechen. Dies ermöglicht eine dynamische Festlegung des Referenzamplitudenwerts in Abhängigkeit des Betriebspunkts des Verbrennungsmotors, also bei verschiedener Motordrehzahl und/oder Lastbereichen. Alternativ kann der Referenzamplitudenwert fest vorgegeben sein.In one embodiment, the reference amplitude value may correspond to a fraction of an average value or an average value of maximum amplitudes of rotational speed hubs of the measured time-dependent rotational speed in an operation without combustion misfires. This allows a dynamic determination of the reference amplitude value as a function of the operating point of the internal combustion engine, that is, at different engine speeds and / or load ranges. Alternatively, the reference amplitude value may be fixed.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Verbrennungsaussetzer ermittelt werden, indem eine Halbwertsbreite des Drehzahlhubs der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl während des Abgaspulses ermittelt und mit einem entsprechenden Referenzhalbwertsbreitenwert verglichen wird, wobei der Verbrennungsaussetzer vorliegt, wenn die Halbwertsbreite des Drehzahlhubs der zeitabhängigen Drehzahl kleiner als der Referenzhalbwertsbreitenwert ist. Die Halbwertsbreite des Drehzahlhubs kann in der Auswertezeiteinheit derart ermittelt werden, indem der Drehzahlhub beispielsweise mit einer Kurve angepasst wird, dessen Kurvenhalbwertsbreite der Halbwertsbreite entspricht. Ähnlich wie der Referenzamplitudenwert kann der Referenzhalbwertsbreitenwert einem Bruchteil eines Durchschnittswerts oder einem Durchschnittswert von Halbwertsbreiten von Drehzahlhüben der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl bei einem Betrieb ohne Verbrennungsaussetzer entsprechen oder ein fest vorgegebener Wert sein. Diese Maßnahme kann ebenfalls eine einfache, effiziente und genaue Erkennung von Verbrennungsaussetzern bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors ermöglichen. Additionally or alternatively, a misfire may be determined by determining a half-width of the measured time-dependent speed during the exhaust pulse and comparing it to a corresponding reference half-value value, the misfire being present when the half-width of the speed-hump of the time-dependent speed is less than the reference half-value value. The half-width of the Drehzahlhubs can be determined in the evaluation unit such that the speed is adjusted, for example, with a curve whose curve half-width corresponds to the half-width. Similar to the reference amplitude value, the reference half-value width value may correspond to a fraction of an average value or an average value of half-widths of speed hubs of the measured time-dependent speed in non-misfire mode or may be a fixed value. This measure may also allow a simple, efficient and accurate detection of misfiring during operation of the internal combustion engine.
In einer Ausführungsform kann eine Ladedruckregelklappe zum Verschließen einer Bypassleitung zum Vorbeiführen eines Abgases an einem Turbinenrad des Abgasturboladers derart elektrisch angesteuert werden, dass die gemessene zeitabhängige Drehzahl ausreichend groß ist, um den Verbrennungsaussetzer basierend auf der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl zu ermitteln. Die Ladedruckregelklappe kann dabei auch unter dem Begriff „Wastegate-Ventil“ bekannt sein. Diese Maßnahme kann es ermöglichen, dass bei sehr geringen Motordrehzahlen und Motorlasten oder auch bei sehr hohen Motordrehzahlen und Motorlasten das aus den Zylindern ausströmende Abgas nicht vollständig über die Bypassleitung am Abgasturbolader vorbeigeführt wird, sondern dass die Ladedruckregelklappe geringfügig geöffnet wird, so dass Abgas das Turbinenrad antreiben und somit die Drehzahl des Abgasturboladers zeitabhängig gemessen werden kann. Somit kann das Verfahren über weite Betriebsbereiche Verbrennungsaussetzer genau und sicher erkennen.In one embodiment, a wastegate for closing a bypass line for passing an exhaust gas to a turbine of the exhaust gas turbocharger may be electrically controlled such that the measured time-dependent speed is sufficiently large to determine the misfire based on the measured time-dependent speed. The wastegate may also be known by the term "wastegate valve". This measure may allow that at very low engine speeds and engine loads or even at very high engine speeds and engine loads flowing out of the cylinders exhaust gas is not completely bypassed via the bypass line on the turbocharger, but that the wastegate is slightly opened, so that exhaust gas turbine drive and thus the speed of the exhaust gas turbocharger can be measured time-dependent. Thus, the method can accurately and reliably detect misfiring over wide operating ranges.
In einer Ausführungsform können variabel einstellbare Leitschaufeln des Turbinenrads des Abgasturboladers derart elektrisch angesteuert werden, dass die gemessene zeitabhängige Drehzahl ausreichend groß ist, um den Verbrennungsaussetzer basierend auf der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl zu ermitteln. Diese Maßnahme kann alternativ zu einem Regulieren des Abgasstroms über die Ladedruckregelklappe durchgeführt werden. Die entsprechend variabel einstellbaren Turbinengeometrien des Turbinenrads, bei denen eine Bauform der Leitschaufeln des Turbinenrads durch Anstellen der Leitschaufeln mittels elektrischer Ansteuerung verändert werden können, können bewirken, dass eine ausreichend große Abgasmasse zur Verfügung steht, die über das Turbinenrad geleitet werden kann. Somit kann das Verfahren über weite Betriebsbereiche und Turbinengeometrien Verbrennungsaussetzer genau und sicher erkennen.In one embodiment, variably adjustable guide vanes of the turbine wheel of the exhaust gas turbocharger may be electrically controlled such that the measured time-dependent speed is sufficiently large to determine the misfire based on the measured time-dependent speed. This measure may alternatively be performed to regulate the exhaust gas flow via the wastegate. The corresponding variably adjustable turbine geometries of the turbine wheel, in which a design of the guide vanes of the turbine wheel can be changed by adjusting the vanes by means of electrical control, can cause a sufficiently large exhaust mass is available, which can be passed through the turbine. Thus, the process can accurately and reliably detect combustion misfires over wide operating ranges and turbine geometries.
In einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner Ermitteln einer Drehungleichförmigkeit einer Drehbewegung einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und Ermitteln basierend auf der ermittelten Drehungleichförmigkeit, ob ein Verbrennungsaussetzer bei dem Verbrennungsmotor vorliegt, auf. Diese Maßnahme kann beispielsweise selektiv für bestimmte Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors angewendet werden, bei denen Verbrennungsaussetzer unzureichend genau basierend auf der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl des Abgasturboladers erkannt werden können. Dadurch ist es möglich, über weite Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors eine genaue Erkennung von Verbrennungsaussetzern sicher zu stellen. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass beide Verfahren gleichzeitig angewendet werden, um zu ermitteln, ob die erkannten Verbrennungsaussetzer plausibel sind, indem die Ergebnisse beider Ermittlungstechniken miteinander verglichen werden. Insgesamt kann die Genauigkeit des Verfahrens erhöht werden.In one embodiment, the method further comprises determining rotational nonuniformity of rotational motion of a crankshaft of the internal combustion engine and determining based on the determined rotational nonuniformity whether a combustion misfire is present in the internal combustion engine. This measure can for example be used selectively for certain operating ranges of the internal combustion engine, in which combustion misfires can be detected with insufficient accuracy based on the measured time-dependent speed of the exhaust gas turbocharger. This makes it possible to ensure accurate detection of combustion misfires over wide operating ranges of the internal combustion engine. Alternatively, it is also possible for both methods to be used simultaneously to determine if the detected misfires are plausible by comparing the results of both detection techniques. Overall, the accuracy of the method can be increased.
Das Ermitteln der Drehungleichförmigkeit kann beispielweise mittels zeitabhängigen Messen einer Drehzahl der Kurbelwelle durchgeführt werden. In diesem Fall kann ermittelt werden, dass der Verbrennungsaussetzer vorliegt, wenn die Drehzahl kurzeitig absinkt. Alternativ oder zusätzlich kann das Ermitteln der Drehungleichförmigkeit dadurch bewerkstelligt werden, dass, wie in
In einer Ausführungsform kann der Verbrennungsaussetzer bei dem Verbrennungsmotor vorliegen, wenn der Verbrennungsaussetzer basierend auf der gemessenen zeitabhängigen Drehzahl und der Drehungleichförmigkeit ermittelt wird. Somit können Fehler bei der Ermittlung der Verbrennungsaussetzer mittels einer der beiden Techniken vermieden werden.In one embodiment, the combustion misfire may be present in the internal combustion engine when the misfire is determined based on the measured time-dependent speed and rotational nonuniformity. Thus, errors in determining the misfires can be avoided by one of the two techniques.
Sofern ein Verbrennungsaussetzer ermittelt wird, kann der Verbrennungsmotor geeignet angesteuert werden, um entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten, mittels der eine Verbrennung in den Zylindern verbessert wird. Solche Gegenmaßnahmen können beispielsweise die Begrenzung der darstellbaren Last des Verbrennungsmotors und/oder die Begrenzung bzw. die Reduzierung des Ventilüberschnitts der Ein- und Auslassventile der Zylinder aufweisen, d.h. die Zeit kann minimiert oder auf Null gesetzt werden, in der das Einlassventil und das Auslassventil des jeweiligen Zylinders beide gleichzeitig geöffnet sind, so dass das im Zylinder verbleibende Restgas begrenzt und so die Verbrennung verbessert werden kann.If a combustion misfire is detected, the internal combustion engine can be suitably controlled to initiate appropriate countermeasures, by means of which combustion in the cylinders is improved. Such countermeasures can be, for example, the limitation of the representable load of the internal combustion engine and / or have the limitation or reduction of the valve overlap of the intake and exhaust valves of the cylinder, ie the time can be minimized or set to zero, in which the intake valve and the exhaust valve of the respective cylinder are both open simultaneously, so that the residual gas remaining in the cylinder limited and so the combustion can be improved.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein elektronisches Steuergerät zum Ermitteln von Verbrennungsaussetzern bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor bereitgestellt, das dazu eingerichtet ist, Schritte eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen. Dabei kann das elektronische Steuergerät beispielsweise als herkömmlicher Prozessor ausgebildet sein, auf dem ein spezielles Computerprogramm abläuft, das das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt steuert. Alternativ oder zusätzlich kann das elektronische Steuergerät entsprechende Einheiten aufweisen, die eine oder mehrere Verfahrensschritte durchführen können. Dabei können das elektronische Steuergerät bzw. die Einheiten beispielweise mittels entsprechender Schaltungen realisiert sein. According to a second aspect, there is provided an electronic control unit for detecting combustion misfires in a spark-ignited internal combustion engine arranged to perform steps of a method according to the first aspect. In this case, the electronic control unit can be designed, for example, as a conventional processor on which runs a special computer program which controls the method according to the first aspect. Alternatively or additionally, the electronic control unit may have corresponding units that can perform one or more method steps. In this case, the electronic control unit or the units can be realized for example by means of corresponding circuits.
Gemäß einem dritten Aspekt ist ein Computerprogramm bereitgestellt, das dazu eingerichtet ist, Schritte eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen.According to a third aspect, there is provided a computer program configured to perform steps of a method according to the first aspect.
Gemäß einem vierten Aspekt ist ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf welchem ein Computerprogramm gemäß dem dritten Aspekt gespeichert ist. Das maschinenlesebare Speichermedium kann beispielsweise als externer Speicher, als interner Speicher, als Festplatte oder als USB-Speichergerät ausgebildet sein.According to a fourth aspect, a machine-readable storage medium is provided, on which a computer program according to the third aspect is stored. The machine-readable storage medium can be designed, for example, as an external memory, as an internal memory, as a hard disk or as a USB memory device.
Figurenlistelist of figures
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors und ein elektronisches Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 ein Verfahren zum Ermitteln von Verbrennungsaussetzern bei dem Verbrennungsmotor in1 gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
3 ein schematisches Diagramm, das eine zeitabhängige Drehzahl eines Abgasturboladers des Verbrennungsmotors in1 zeigt.
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1 a schematic view of an internal combustion engine and an electronic control unit according to an embodiment; -
2 a method for determining combustion misfires in the internal combustion engine in1 according to an embodiment; and -
3 a schematic diagram showing a time-dependent speed of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine in1 shows.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Ein in
Pulsartig ausgestoßenes Abgas ist über das Abgasabführungssystem
Durch die Ladedruckregelklappe
Ein Drehzahlsensor
Das elektronische Steuergerät
Während eines Betriebs des Verbrennungsmotors
Ist dies der Fall, wird in einem Verfahrensschritt S6, der von der Einheit
Wird zumindest eine der Ermittlungen des Schritts S6 bejaht, wird in einem Verfahrensschritt S8, der ebenfalls von der Einheit
Wird allerdings in dem Verfahrensschritt S4 bestimmt, dass die gemessene Drehzahl nicht ausreichend groß ist, um zuverlässig Verbrennungsaussetzer zu erkennen, wird in einem Verfahrensschritt S10, der von der Einheit
Wird in dem Verfahrensschritt S6 bestimmt, dass die maximale Amplitude größer als der oder gleich dem Referenzamplitudenwert ist und/oder die Halbwertbreite größer als der oder gleich dem Referenzhalbwertbreitenwert ist, wird in einem Verfahrensschritt S12 bestimmt, dass kein Verbrennungsaussetzer, also ein Normalbetrieb des Verbrennungsmotors
Optional kann in einem Verfahrensschritt S14, der von dem Sensor
Ist dies der Fall, wird in einem optionalen Verfahrensschritt S20, der von der Einheit
Ist die Ermittlung in dem Schritt S18 negativ, wird ebenfalls in einem Schritt S12 festgestellt, dass der Normalbetrieb ohne Verbrennungsaussetzer vorliegt. In diesem Fall kann das Verfahren ohne den Schritt S20 ausgeführt werden.If the determination in step S18 is negative, it is also determined in a step S12 that the normal operation exists without combustion misfire. In this case, the process may be executed without the step S20.
Die Schritte S14, S16, S18 können parallel zu den Schritten S2, S4, S6 ausgeführt werden. Es ist ebenfalls möglich, dass in dem Verfahren der Schritt S20 nicht vorliegt, und die Schritte S2-S6 alternativ zu den Schritte S14, S16, S18 in Abhängigkeit eines Lastbereichs und einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors
In einem optionalen Schritt S22, der nach dem Schritt S8 von der Einheit
In
Zur Auswertung wird einem Drehzahlhub
Bei einem Verbrennungsaussetzer, der beispielsweise für den Drehzahlhub
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19627540 A1 [0003, 0020]DE 19627540 A1 [0003, 0020]
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DE102016222709.2A DE102016222709A1 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | Method for determining combustion misfires in a spark-ignited internal combustion engine |
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DE19627540A1 (en) | 1996-02-02 | 1997-08-07 | Bosch Gmbh Robert | Misfire detection method for motor vehicle IC engine |
-
2016
- 2016-11-18 DE DE102016222709.2A patent/DE102016222709A1/en active Pending
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