DE10302010A1

DE10302010A1 - Method of controlling motor vehicle internal combustion engine involves determining crank or cam shaft movement to detect combustion conditions

Info

Publication number: DE10302010A1
Application number: DE2003102010
Authority: DE
Inventors: Thomas Baumeister; Andreas Rau
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: DE10302010B4

Abstract

The method of controlling a motor vehicle with an internal combustion engine involves, during an individual combustion stage, detecting movement of the engine or motor vehicle. The data is extracted from the individual combustion stage and used for control. The engine movement can be detected using crankshaft (1) or cam shaft movement (alpha) or acceleration for a preset time period.

Description

Der Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Betriebes eines Kraftfahrzeuges mit Verbrennungsmotor.The invention relates to a method and a control device for controlling an operation of a Motor vehicle with an internal combustion engine.

Es gibt Steuerungs- und Regelungssysteme, die als Eingangsgröße die Umdrehungsgeschwindigkeit einer Welle des Motors benötigen, insbesondere die Drehzahl des Motors. Zum Beispiel ist aus der EP 0 651 158 A1 ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors bekannt, wobei eine von der Drehzahl des Motors abhängige Variable erfasst wird, eine zeitliche Änderung dieser Variablen gebildet wird und bei Erkennen von Schwingungen in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges durch Verändern eines Zündwinkels ein Drehmoment des Motors verringert wird. Die Drehzahl wird in Form von Segmentzeiten erfasst und verarbeitet, wobei eine Segmentzeit z. B. bei einem Vierzylindermotor einem Drehwinkel einer Kurbelwelle von 180 Grad entspricht.There are control and regulation systems that require the speed of rotation of a shaft of the motor as an input variable, in particular the speed of the motor. For example, is from the EP 0 651 158 A1 a method for controlling the operation of a motor vehicle internal combustion engine is known, wherein a variable dependent on the speed of the engine is detected, a temporal change of these variables is formed and, upon detection of vibrations in a drive train of the motor vehicle, a torque of the engine is reduced by changing an ignition angle becomes. The speed is recorded and processed in the form of segment times. B. corresponds to a rotation angle of a crankshaft of 180 degrees in a four-cylinder engine.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine besonders zuverlässige und genaue Steuerung des Betriebes eines Kraftfahrzeuges mit Verbrennungsmotor ermöglichen.It is a task of the present Invention to provide a method and an apparatus that a particularly reliable and precise control of the operation of a motor vehicle with an internal combustion engine enable.

Es wird vorgeschlagen, eine während eines einzelnen Verbrennungsvorganges stattfindende Bewegung eines durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Teils des Verbrennungsmotors oder des Kraftfahrzeuges messtechnisch zu erfassen, daraus Informationen über den einzelnen Verbrennungsvorgang zu gewinnen und die Informationen bei der Steuerung zu verwenden. Z. B. werden die Informationen über den einzelnen Verbrennungsvorgang dazu verwendet, die zukünftige Verbrennung von Kraftstoff in dem Verbrennungsmotor zu steuern.It is suggested one during an individual Combustion process movement of an internal combustion engine driven part of the internal combustion engine or the motor vehicle to record metrologically, from this information about the individual combustion process to win and use the information in controlling. For example, the information about used the individual combustion process for future combustion to control fuel in the internal combustion engine.

Unter einem einzelnen Verbrennungsvorgang wird ein Vorgang verstanden, der in einem bestimmten Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors stattfindet, beispielsweise innerhalb eines von mehreren Zylindern eines Mehrzylinder-Hubkolbenmotors. Aufgrund der zyklischen Arbeitsweise eines Motors finden in dem selben Verbrennungsraum nacheinander eine Vielzahl der Verbrennungsvorgänge statt. Der Begriff "Verbrennungsvorgang" schließt auch den Fall mit ein, dass der Verbrennungsvorgang während eines bestimmten Zeitraumes zwar stattfinden soll, jedoch nicht oder nicht vollständig stattfindet oder in anderer Weise anders als vorgesehen abläuft.Under a single combustion process is understood to be a process that takes place in a particular combustion chamber of the internal combustion engine takes place, for example within a of several cylinders of a multi-cylinder reciprocating engine. by virtue of the cyclical operation of an engine take place in the same combustion chamber one after the other a variety of combustion processes take place. The term "combustion process" also includes the case that the combustion process during a certain period should take place, but not or not completely or in a different way than intended.

Bei der Ausführung bisher bekannter Verfahren wird die Bewegung des von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Teils nur über deutlich längere Zeiträume als die Dauer eines einzelnen Verbrennungsvorganges hinweg analysiert. Ein Grund hierfür besteht darin, dass bisher bekannte Systeme zur Bestimmung einer Geschwindigkeit des beweglichen Teils, oder einer äquivalenten Größe (z. B. der Drehzahl einer Kurbelwelle oder Nockenwelle des Verbrennungsmotors), nicht mit einer ausreichenden zeitlichen Auflösung betrieben werden können. Voraussetzung für die Erfindung ist also ein hochauflösendes System, das eine beliebig genaue Drehzahlerfassung bzw. allgemein eine beliebig genaue Erfassung der Bewegung eines durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Teils des Verbrennungsmotors oder des Kraftfahrzeuges ermöglicht. Ein Vorschlag für ein hochauflösendes System wird noch beschrieben.When executing previously known methods becomes the movement of the part driven by the internal combustion engine only over significantly longer periods than analyzed the duration of a single combustion process. There is a reason for this in that previously known systems for determining a speed the moving part, or an equivalent size (e.g. the speed of a crankshaft or camshaft of the internal combustion engine), cannot be operated with a sufficient temporal resolution. requirement for the So invention is a high resolution System that allows an arbitrarily precise speed detection or general an arbitrarily accurate detection of the movement of one by the internal combustion engine driven part of the internal combustion engine or the motor vehicle allows. A suggestion for a high resolution System is still to be described.

Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung aber auch die Erkenntnis zu Grunde, dass im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeuges aus einer Analyse der Bewegung während eines einzelnen Verbrennungsvorganges wertvolle Informationen für die Steuerung gewonnen werden können. Beispielsweise kann die Steuerung mit Hilfe dieser Informationen individuell die Verbrennung von Kraftstoff in den einzelnen Zylindern eines Mehrzylinder-Motors steuern oder regeln. Weiterhin ist es möglich, aus dem Verlauf der Bewegung eine klopfende Verbrennung zu erkennen. Zur Klopferkennung werden bisher Systeme eingesetzt, die durch das Klopfen erzeugte Vibrationen detektieren. Diese Art der Klopferkennung ist systemtechnisch aufwändig. Auch werden ähnliche Vibrationen unter Umständen auf andere Weise als durch Klopfen erzeugt, sodass es zu einer Fehl-Erkennung kommen kann. Die Erfindung ermöglicht dagegen eine einfache und zuverlässige Klopferkennung.In addition, the present Invention but also based on the knowledge that the current Operation of the motor vehicle from an analysis of the movement during a individual combustion process valuable information for the control can be won. For example, the controller can use this information individually the combustion of fuel in the individual cylinders control of a multi-cylinder engine. Furthermore it is possible, to recognize a knocking combustion from the course of the movement. So far, knock detection systems have been used, which by Detect knocked vibrations. This type of knock detection is technically complex. Also be similar Vibrations under certain circumstances generated in any other way than by knocking, resulting in mis-detection can come. The invention enables on the other hand, simple and reliable knock detection.

Weiterhin können die erhaltenen Informationen beispielsweise dazu verwendet werden, eine zeitliche Lage eines Zündzeitpunktes und/oder ein Fehlen einer Zündung zu ermitteln. Auch ist eine qualitative Aussage über den Verbrennungsvorgang möglich, z. B. die Aussage, ob eine normale oder eine auffällige Verbrennung stattgefunden hat. Die Aussage kann beispielsweise von einem Bord-Diagnosesystem verwendet werden, etwa bei häufigem Auftreten auffälliger Verbrennungen eine Wartung in einer Werkstatt empfehlen.Furthermore, the information received For example, a temporal location can be used ignition timing and / or a lack of ignition to investigate. A qualitative statement about the combustion process is also possible, e.g. B. the statement whether normal or abnormal combustion took place Has. The statement can be made, for example, by an on-board diagnostic system be used, for example, if it occurs frequently noticeable Burns recommend maintenance in a workshop.

Eine bevorzugte Möglichkeit, die Informationen über den einzelnen Verbrennungsvorgang zu erfassen und/oder auszuwerten, besteht darin, durch die messtechnische Erfassung der Bewegung und/oder durch eine Aufbereitung (z. B. eine Transformation zeitabhängiger Daten in frequenzabhängige) von erfassten Daten eine frequenzabhängige Beobachtungsgröße zu erhalten und durch eine Frequenzanalyse die Informationen über den einzelnen Verbrennungsvorgang zu gewinnen und/oder auszuwerten. Insbesondere bei der Frequenzanalyse, aber auch bei anderen Varianten wird vorgeschlagen, die erhaltenen Daten bzw. Informationen mit Vergleichsdaten eines erwünschten Ablaufes der Verbrennung zu vergleichen. Im Fall der Frequenzanalyse liegen beispielsweise ein Frequenzspektrum und/oder Frequenz-Grenzwerte als Vergleichsdaten für die gemessenen Frequenzdaten vor.A preferred way of getting information about the to record and / or evaluate individual combustion processes, consists of measuring the movement and / or by processing (e.g. a transformation of time-dependent data in frequency dependent) to obtain a frequency-dependent observation variable from acquired data and through a frequency analysis the information about the win and / or evaluate individual combustion processes. Especially with frequency analysis, but also with other variants it is proposed to use the data or information received Comparative data of a desired one Compare the combustion process. In the case of frequency analysis there are, for example, a frequency spectrum and / or frequency limit values as comparison data for the measured frequency data.

Die Informationen über den einzelnen Verbrennungsvorgang können auch dazu verwendet werden, diesen Verbrennungsvorgang mit anderen Verbrennungsvorgängen oder mit anderen Vorgängen in dem selben Verbrennungsraum zu vergleichen, z. B. um anhand der Dauer des Verbrennungsvorganges einzuschätzen, ob der Verbrennungsvorgang in gewünschter Weise abläuft bzw. abgelaufen ist.The information about each ver combustion process can also be used to compare this combustion process with other combustion processes or with other processes in the same combustion chamber, e.g. B. to estimate based on the duration of the combustion process whether the combustion process takes place in the desired manner or has expired.

Die Erfindung setzt ein hochauflösendes System voraus, das eine beliebig genaue Drehzahlerfassung bzw. allgemein eine beliebig genaue Erfassung der Bewegung eines durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Teils des Verbrennungsmotors oder des Kraftfahrzeuges ermöglicht. Auf ein Beispiel für ein derartiges System wird nun eingegangen. Ein solches System kann Bestandteil einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Betriebes eines Kraftfahrzeuges mit Verbrennungsmotor sein und/oder ist insbesondere ausgestaltet, die Drehgeschwindigkeit einer Welle, eine zeitliche Änderung der Drehgeschwindigkeit und/oder eine äquivalente Größe (etwa eine Drehzahl und/oder eine zeitliche Änderung der Drehzahl) messtechnisch für einen Zeitraum während des einzelnen Verbrennungsvorganges zu erfassen und daraus die Informationen über den einzelnen Verbrennungsvorgang zu gewinnen. Die Welle ist insbesondere eine Kurbelwelle oder Nockenwelle des Verbrennungsmotors.The invention uses a high-resolution system ahead, that an arbitrarily accurate speed detection or general an arbitrarily accurate detection of the movement of one by the internal combustion engine driven part of the internal combustion engine or the motor vehicle allows. An example of such a system is now being entered into. Such a system can Part of a control device for controlling an operation of a motor vehicle with an internal combustion engine and / or is in particular designed, the speed of rotation of a shaft, a change over time the rotational speed and / or an equivalent quantity (approximately a speed and / or a temporal change in speed) metrologically for one Period during of the individual combustion process and from this the information about the win individual combustion process. The wave is special a crankshaft or camshaft of the internal combustion engine.

Mit dem System kann die Qualität und/oder Leistungsfähigkeit von Steuerungs- und Regelungssystemen der eingangs genannten Art verbessert werden. Insbesondere kann das System als ein hochauflösendes System in dem oben beschriebenen Sinne ausgestaltet sein. Es kann auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden als zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens. In diesem Fall kann das System auch dazu eingesetzt werden, die Bewegung des beweglichen Teils über einen längeren Zeitraum, insbesondere weniger hoch aufgelöst zu erfassen.The system can improve quality and / or performance of control and regulation systems of the type mentioned at the beginning be improved. In particular, the system can be considered a high resolution system be designed in the sense described above. It can also are used for purposes other than the execution of the procedure described above. In this case the system can too be used to move the moving part over a longer Period, in particular to record less high resolution.

Bekannt ist, an der Kurbelwelle oder Nockenwelle des Verbrennungsmotors eine Vielzahl von Positionsmarken anzuordnen, die verschiedene Winkelpositionen der Kurbelwelle in Umdrehungsrichtung markieren. Jeweils dann, wenn eine der Positionsmarken auf Grund der Drehung der Kurbelwelle eine bestimmte Drehposition erreicht, wird ein Impulssignal erzeugt. Die Impulssignale werden gezählt. Weiterhin wird durch eine Zusatzinformation, beispielsweise durch den Zeitpunkt, an dem Kraftstoff in einen Arbeitszylinder des Motors eingespritzt wird, ein Auswertungszeitpunkt festgelegt, zu dem die Drehzahl der Kurbelwelle berechnet wird.Is known on the crankshaft or Camshaft of the internal combustion engine a variety of position marks to arrange the different angular positions of the crankshaft in Mark the direction of rotation. Each time when one of the position marks due to the rotation of the crankshaft a certain rotational position reached, a pulse signal is generated. The pulse signals are counted. Furthermore, additional information, for example by the time at which fuel enters an engine cylinder is injected, an evaluation time is determined at which the Speed of the crankshaft is calculated.

Es wird vorgeschlagen, Zeitwerte zu ermitteln, die jeweils ein Maß für einen Zeitpunkt sind, an dem eine der Positionsmarken eine bestimmte Bewegungsposition des beweglichen Teils erreicht oder erreicht hat. Ferner wird vorgeschlagen, eine Vielzahl dieser Zeitwerte zu speichern und die Umdrehungsgeschwindigkeit unter Verwendung zumindest von zwei der gespeicherten Zeitwerte zu bestimmen.It is suggested fair values to determine, which are each a measure of a point in time at which one of the position marks a certain movement position of the movable Partially reached or has reached. It is also proposed that Plenty of these time values can be saved and the speed of rotation using at least two of the stored time values to determine.

Der Zeitwert kann auf verschiedene Weise erzeugt werden, beispielsweise durch Zählen und/oder Auswerten von Taktsignalen, die in gleichen zeitlichen Abständen von einem Taktsignalgeber erzeugt werden, oder aus dem Ausgangssignal einer Uhr. Der Zeitwert kann, muss aber nicht genau den Zeitpunkt wiedergeben, an dem die zugehörige Positionsmarke die bestimmte Bewegungsposition erreicht hat, insbesondere wenn bei der Bestimmung einer Umdrehungsgeschwindigkeit eine Zeitdifferenz zwischen diesem Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt gebildet werden soll und wenn die dabei verwendeten Zeitwerte um den gleichen Betrag von dem jeweiligen Zeitpunkt abweichen. Der Zeitwert kann auch die Zeitdifferenz zu einem Referenzzeitpunkt wiedergeben.The time value can be different Be generated, for example by counting and / or evaluating Clock signals generated by a clock signal generator at equal time intervals generated, or from the output signal of a clock. The current value can, but does not have to exactly reflect the point in time at which the associated Position marker has reached the specific movement position, in particular if there is a time difference between this point in time and a second point in time and if the fair values used thereby by the same amount deviate from the respective time. The time value can also Play time difference at a reference time.

Die folgenden Ausführungen betreffen den Spezialfall, dass die Bewegung eine Drehbewegung einer Welle ist.The following statements concern the special case that the movement is a rotary movement of a Wave is.

Dadurch, dass mehrere Zeitpunkte gespeichert werden, an denen die Positionsmarken die bestimmte, ausgezeichnete Dreh- bzw. Bewegungsposition erreicht haben, ist die Historie der Bewegung zumindest für einen Zeitabschnitt aufgezeichnet und steht der Auswertung zur Verfügung. Zusätzliche Information über die Winkelpositionen der Positionsmarken ist vorzugsweise ebenfalls gespeichert oder in einfacher Weise aus vorhandener Information, etwa über die Winkelabstände der Positionsmarken, ermittelbar. Die Umdrehungsgeschwindigkeit kann daher für beinahe beliebige Zeitpunkte oder Zeitintervalle in dem durch die gespeicherten Zeitwerte abgedeckten Zeitabschnitt und über diesen Zeitabschnitt hinaus berechnet werden. Dabei kann durch Interpolation und/oder Extrapolation auf die Dreh- bzw. Bewegungsstellung der Welle zu anderen als den Zeitpunkten geschlossen werden, an denen eine der Positionsmarken die bestimmte Dreh- bzw. Bewegungsposition erreicht hat. Derartige Zeitpunkte können ebenfalls gespeichert werden, sodass zusätzliche Positionsmarken simuliert werden können.By having multiple points in time are saved at which the position marks the specific have reached an excellent rotational or movement position the history of the movement is recorded at least for a period of time and is available for evaluation. Additional information on the Angular positions of the position marks is preferably also stored or in a simple manner from existing information, such as the angular distances the position marks, ascertainable. The speed of rotation can therefore for almost any point in time or time interval in which by the stored time values covered period and over this Period can be calculated. This can be done by interpolation and / or extrapolation to the rotational or moving position of the Wave to be closed at times other than those at which one of the position marks the specific rotational or movement position has reached. Such times can also be saved so that additional position marks can be simulated.

Es sind verschiedene Arten der Auswertung möglich. Insbesondere ist es möglich, die Umdrehungsgeschwindigkeit über unterschiedlich große Drehwinkel zu berechnen, wobei die Größe der Drehwinkel, auch Segmentlänge genannt, z. B. von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und/oder einer mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Einrichtung abhängt. Die Kopplung ist z. B. mechanischer, steuerungstechnischer und/oder elektrischer Art.Different types of evaluation are possible. In particular Is it possible, the rotation speed over different angles of rotation to calculate, the size of the angle of rotation, also segment length called, e.g. B. from the operating state of the internal combustion engine and / or one depends on the device coupled to the internal combustion engine. The Coupling is e.g. B. mechanical, control and / or electrical type.

Die Segmentlänge entspricht insbesondere einem beliebig langen Betrachtungszeitraum, über den die Umdrehungsgeschwindigkeit ermittelt wird. Durch Wahl der Segmentlänge kann die Ermittlung nahezu beliebig genau werden, insbesondere der von unterschiedlichen Anwendungen geforderten Genauigkeit angepasst werden. Weiterhin kann die Segmentlänge erst nachträglich, nach dem Speichern der Zeitwerte für einen bestimmten Zeitraum festgelegt werden. Beispielsweise wird die Umdrehungsgeschwindigkeit für einander überlappende Segmente berechnet. Es ist auch möglich, den Betrachtungszeitraum zu wählen bzw. einzustellen und bei der Berechnung der Umdrehungsgeschwindigkeit jeweils die entsprechende Segmentlänge zu ermitteln.The segment length corresponds in particular to an observation period of any length, over which the rotational speed is determined. By selecting the segment length, the determination can be made almost as precisely as desired, in particular the accuracy required by different applications can be adapted. Furthermore, the segment length can only be added after the meal time values for a certain period of time. For example, the speed of rotation is calculated for overlapping segments. It is also possible to select or set the observation period and to determine the corresponding segment length when calculating the speed of rotation.

Alternativ oder zusätzlich können abhängig von dem Betriebszustand mehr oder weniger der Zeitwerte gespeichert werden. Auch ist es möglich, zumindest zeitweise nur die Zeitwerte eines Teils der Positionsmarken zu speichern, z. B. wenn die Drehzahl hoch ist.Alternatively or additionally, depending on the operating status saved more or less of the time values become. It is also possible, at least temporarily save only the time values of a part of the position marks, z. B. when the speed is high.

Die Positionsmarken können Stellen der Welle markieren, die in Drehrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind oder in ganzzahligen Vielfachen eines Mindestabstandes voneinander beabstandet sind, wobei eine vorgegebene Anzahl der Positionsmarken, die aufeinander folgen, bzw. ein ganzzahliges Vielfaches des Mindestabstandes die Segmentlänge definieren bzw. definiert. Wird diese Ausführungsform mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform kombiniert, bei der die Umdrehungsgeschwindigkeit auf Basis eines Segments mit einer vorgegebenen Segmentlänge bestimmt wird, entspricht die Segmentlänge dem ganzzahligen Vielfachen des Einheitsabstandes bzw. des Mindestabstandes. Alternativ sind die Positionsmarken in beliebigen Abständen voneinander angeordnet. Für beide Fälle wird vorgeschlagen, bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit die Zeitwerte der Positionsmarken zu ermitteln und daraus die Abstände zu bestimmen. Dadurch lassen sich selbst kleine Abweichungen von Sollabständen bestimmen.The position marks can make places mark the shaft that is evenly spaced in the direction of rotation are or in integer multiples of a minimum distance from each other are spaced, a predetermined number of position marks, that follow one another, or an integer multiple of the minimum distance the segment length define or define. Will this embodiment with the previously described embodiment combined, in which the rotational speed is based on a Segments with a predetermined segment length is determined the segment length the integer multiple of the unit distance or the minimum distance. Alternatively, the position marks are at any distance from one another arranged. For both cases it is proposed that at a constant rotational speed Determine the time values of the position marks and determine the distances from them. This allows even small deviations from target distances to be determined.

Ein wesentlicher Vorteil des Systems besteht darin, dass eine Veränderung der Umdrehungsgeschwindigkeit schneller festgestellt werden kann, als wenn die Auswertung nur regelmäßig dann durchgeführt wird, wenn wie bei dem oben beschriebenen Stand der Technik eine vorgegebene Stelle der Kurbelwelle eine bestimmte Drehposition erreicht hat.A major advantage of the system is a change the speed of rotation can be determined more quickly, than if the evaluation is only carried out regularly if, as in the prior art described above, a predetermined one Place the crankshaft has reached a certain rotational position.

Insbesondere kann der Zeitpunkt einer Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit (beispielsweise der Zeitpunkt einer Zündung eines Brennstoffgemisches in einem Verbrennungsraum) genauer ermittelt werden, als dies beim Stand der Technik möglich ist, da die entsprechenden Zeitinformationen zur Verfügung stehen. Weiterhin ist es möglich, die Berechnung abhängig von dem Betriebszustand des Motors zeitweise häufiger durchzuführen, z. B. häufiger in Betriebsbereichen, in denen Drehzahlschwankungen zu erwarten sind. Weiterhin ist es möglich, die Berechnung ereignisgesteuert häufiger oder seltener durchzuführen, z. B. dann häufiger, wenn ein Zusatzverbraucher in dem Kraftfahrzeug die mechanische Last des Motors erhöht. Der Zusatzverbraucher kann dann ein Signal an eine Drehzahl-Überwachungseinheit ausgeben, das diese Einheit veranlasst, die Häufigkeit der Berechnung zu erhöhen.In particular, the time of a change the speed of rotation (e.g. the time of a ignition of a fuel mixture in a combustion chamber) determined more precisely than is possible in the prior art, since the corresponding Time information available stand. It is also possible depending on the calculation from the operating state of the engine at times more often, e.g. B. more often in operating areas where speed fluctuations can be expected are. It is also possible to use the Event-driven calculation more often or less often, z. B. more often if an additional consumer in the motor vehicle the mechanical Motor load increased. The additional consumer can then send a signal to a speed monitoring unit that causes this unit to increase the frequency of the calculation increase.

Die Information darüber, wann die Positionsmarken die bestimmte Drehposition erreicht haben, erlaubt eine genauere Analyse einer etwaig festgestellten Veränderung der . Umdrehungsgeschwindigkeit. So kann beispielsweise bei einem Detektionsfehler, aus dem fälschlicherweise eine Drehzahlveränderung abgeleitet wurde, geprüft werden, ob es sich um einen kurzzeitigen Ausreißer handelt, der einer Plausibilitätsprüfung nicht standhält. Beispielsweise kann eine sehr kurzfristige Drehzahlveränderung bereits deshalb nicht möglich sein, weil die Trägheit des Verbrennungsmotors aufgrund der Masse seiner beweglichen Teile dies verhindert. Würde, wie beim Stand der Technik, regelmäßig immer nur nach Durchlaufen der selben Segmente, etwa in 180 Grad-Abständen, ausgewertet, könnte eine derartige Plausibilitätsprüfung in der Tiefe nicht durchgeführt werden.The information about when the position marks have reached the certain rotational position a more detailed analysis of any change found the . Rotation speed. For example, in the event of a detection error, from the mistakenly a change in speed was derived, checked whether it is a short-term outlier that is not a plausibility check withstand. For example, a very short-term change in speed therefore already not possible be because of inertia of the internal combustion engine due to the mass of its moving parts this prevents. Would, as in the prior art, regularly only after passing through of the same segments, approximately at 180-degree intervals, could be evaluated such plausibility check in the depth cannot be done.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Zeitwerte nur solange gespeichert, wie für den größtmöglichen bei der Auswertung zu berücksichtigenden Drehweg erforderlich.In a preferred embodiment the time values are only stored for as long as possible for the largest possible to be taken into account in the evaluation Travel required.

Das Erreichen der bestimmten Drehposition wird in einem Ausführungsbeispiel von einem im Bereich der Welle, insbesondere einer Antriebswelle, ortsfest ausgerichteten Detektor detektiert, welcher einen Signalgeber aufweist. Der Signalgeber erzeugt z. B. einen elektrischen Impuls, wenn eine der Positionsmarken die bestimmte Drehposition erreicht. Der Impuls kann dann einerseits gezählt werden, beispielsweise indem er den Zählerstand eines Impulszählers um 1 erhöht. Andererseits löst der Impuls bevorzugtermassen außerdem die Ermittlung des Zeitwertes aus.Reaching the certain turning position in one embodiment of a stationary in the area of the shaft, in particular a drive shaft aligned detector, which has a signal generator. The signal generator generates z. B. an electrical pulse if one of the position marks reaches the certain rotational position. The impulse can then be counted on the one hand be, for example, by changing the count of a pulse counter 1 increased. On the other hand, solves the impulse is also preferred the determination of the current value.

Ein System zur Bestimmung der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Welle des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors weist beispielsweise eine Vielzahl von Positionsmarken auf, die verschiedene Winkelpositionen der Welle in Umdrehungsrichtung markieren, und ist gekennzeichnet durch:

– eine Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung von Zeitpunkten, an denen eine der Positionsmarken eine bestimmte Drehposition der welle erreicht oder erreicht hat,
– einen Datenspeicher zur Speicherung von Zeitwerten und
– eine Auswertungseinrichtung,

wobei die Ermittlungseinrichtung derart ausgestaltet und mit dem Datenspeicher verbunden ist, dass Zeitwerte, die ein Maß für die genannten Zeitpunkte sind, in dem Datenspeicher gespeichert werden, und wobei die Auswertungseinrichtung derart ausgestaltet und mit dem Datenspeicher verbunden ist, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit unter Verwendung zumindest von zwei der gespeicherten Zeitwerte berechnet wird.A system for determining the rotational speed of a shaft of the motor vehicle internal combustion engine has, for example, a large number of position marks which mark different angular positions of the shaft in the direction of rotation, and is characterized by:

A determination device for determining times at which one of the position marks has reached or has reached a specific rotational position of the shaft,
- A data memory for storing time values and
- an evaluation device,

wherein the determination device is configured and connected to the data memory such that time values that are a measure of the times mentioned are stored in the data memory, and wherein the evaluation device is configured and connected to the data memory in such a way that the speed of rotation using at least two of the stored time values are calculated.

Weiterhin wird eine Steuerungseinrichtung mit einem solchen System zur Bestimmung der Umdrehungsgeschwindigkeit vorgeschlagen. Die Steuerungseinrichtung weist außerdem eine Stelleinrichtung auf, die ausgestaltet ist, abhängig von einem Ausgangssignal, das einen Wert der von der Auswertungseinrichtung bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit wiedergibt, eine Stellgröße zu verändern, insbesondere die Umdrehungsgeschwindigkeit zu verändern.Furthermore, a control device with such a system for determining the speed of rotation is proposed. The tax The control device also has an actuating device which is designed to change a manipulated variable, in particular to change the speed of rotation, as a function of an output signal which represents a value of the rotational speed determined by the evaluation device.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Dabei wird auf die beigefügten Figuren mit schematischen Darstellungen Bezug genommen. Im Einzelnen zeigt:The invention is described below of examples closer explained. In doing so, the attached Figures with schematic representations referenced. In detail shows:

1 eine Kurbelwelle mit daran angebrachten Positionsmarken in einer schematischen Querschnittsdarstellung, 1 a crankshaft with position marks attached to it in a schematic cross-sectional illustration,

2 einen Teil eines Systems zur Bestimmung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwelle, 2 part of a system for determining the rotational speed of the crankshaft,

3 eine Tabelle mit Zeitwerten, 3 a table with current values,

4 eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung von Zündkreisen eines Mehrzylinder-Motors und 4 a control device for controlling ignition circuits of a multi-cylinder engine and

5 ein Diagramm, in dem eine Drehzahl als Funktion der Zeit aufgetragen ist. 5 a diagram in which a speed is plotted as a function of time.

An der in 1 dargestellten Kurbelwelle 1 ist eine Scheibe 2 angebracht, die bei der Drehung der Kurbelwelle 1 mitdreht. Die Scheibe 2 und die Kurbelwelle 1 sind koaxial zu der Drehachse der Kurbelwelle 1 angeordnet. Die Drehrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Im Bereich des Außenumfangs der Scheibe 2 befinden sich, mit einer Ausnahme, in gleichen Abständen zueinander insgesamt zehn Positionsmarken 3, die in 1 teilweise außerdem mit einer Ordnungszahl bezeichnet sind. "3.12" bezeichnet beispielsweise die Positionsmarke 3 mit der Ordnungszahl 12. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, fehlen die Positionsmarken mit den Ordnungszahlen 8 und 9. Dies dient dazu, die absolute Drehposition der Kurbelwelle 1 feststellen zu können, beispielsweise bei oder nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors. Statt der Positionsmarken mit den Ordnungszahlen 8 und 9 können z. B. eine oder mehrere, in 1 nicht dargestellte Bezugsmarken vorgesehen sein.At the in 1 illustrated crankshaft 1 is a disc 2 attached to the rotation of the crankshaft 1 rotates. The disc 2 and the crankshaft 1 are coaxial to the axis of rotation of the crankshaft 1 arranged. The direction of rotation is indicated by arrows. In the area of the outer circumference of the pane 2 with one exception, there are a total of ten position marks at equal distances from one another 3 , in the 1 are also sometimes identified with an atomic number. For example, "3.12" denotes the position marker 3 with the atomic number 12 , As can be seen from the illustration, the position marks with the ordinal numbers are missing 8th and 9 , This serves the absolute rotational position of the crankshaft 1 to be able to determine, for example, during or after starting the internal combustion engine. Instead of the position marks with the ordinal numbers 8th and 9 can e.g. B. one or more, in 1 Reference marks, not shown, may be provided.

Die Darstellung in 1 ist rein schematisch zu verstehen. Insbesondere ist die Zahl der Positionsmarken in der Praxis zweckmäßigerweise wesentlich größer, um eine größere Genauigkeit bei der Drehzahlbestimmung erreichen zu können, und zwar sowohl auf Grund der damit möglichen größeren Häufigkeit der Auswertung, als auch hinsichtlich des kleineren Abstandes und damit der größeren Zahl der Positionsmarken, die zu einer detaillierteren Datenbasis führt. Beispielsweise kann die Anzahl der Positionsmarken 3, die auch Zähne genannt werden, bei einem Vierzylinder-Ottomotor achtundfünfzig betragen, wobei zwei Zähne, ähnlich wie in 1 dargestellt, weggelassen sind oder durch Bezugsmarken ersetzt sind.The representation in 1 is to be understood purely schematically. In particular, the number of position marks is expediently substantially greater in practice in order to be able to achieve greater accuracy in determining the speed, both because of the greater frequency of evaluation that is possible with it, and also with regard to the smaller distance and thus the larger number of position marks , which leads to a more detailed database. For example, the number of bookmarks 3 , which are also called teeth, are fifty-eight in a four-cylinder gasoline engine, with two teeth, similar to that in 1 are shown, omitted or replaced by reference marks.

Wie in 1 dargestellt ist, haben die Zähne 3 einen konstanten Winkelabstand a. Erreicht einer der Zähne 3 eine bestimmte, vorgegebene Drehposition der Scheibe 2, wird ein Zeitsignal erzeugt, beispielsweise ein Signal, das eine Auswertungseinrichtung veranlasst, den aktuellen Wert eines Zeitzählers auszulesen. Die vorgegebene Drehposition ist in 1 nicht dargestellt.As in 1 is shown have the teeth 3 a constant angular distance a. Reaches one of the teeth 3 a certain, predetermined rotational position of the disc 2 , a time signal is generated, for example a signal that causes an evaluation device to read out the current value of a time counter. The default rotation position is in 1 not shown.

2 zeigt beispielhaft einen Teil eines Systems zur Bestimmung der Drehzahl der Kurbelwelle 1. Erreicht einer der Zähne 3 die vorgegebene Drehposition, wird dies detektiert und ein Signalgeber 14 erzeugt ein Signal, beispielsweise ein Impulssignal. Wie in 2 durch Pfeile angedeutet, wird das Signal sowohl an eine Auswertungseinrichtung 15 als auch an einen Zeitzähler 13 ausgegeben. Der Zeitzähler 13, der beispielsweise die seit einem früheren Referenzzeitpunkt verstrichene Zeit durch Zählen von Taktimpulsen misst oder zählt, gibt nach dem Empfang des Signals einen Zeitwert t an einen Datenspeicher 17 aus. 2 shows an example of a part of a system for determining the speed of the crankshaft 1 , Reaches one of the teeth 3 the specified rotational position, this is detected and a signal generator 14 generates a signal, for example a pulse signal. As in 2 indicated by arrows, the signal is sent both to an evaluation device 15 as well as a time counter 13 output. The time counter 13 who, for example, measures or counts the time elapsed since an earlier reference time by counting clock pulses, outputs a time value t to a data memory after receiving the signal 17 out.

Unter Bezugnahme auf die in 3 dargestellte Tabelle wird nun erläutert, wie der Zeitwert t in dem Datenspeicher 17 gespeichert wird. Insbesondere kann bei einem Reset oder Neustart des Systems zunächst festgestellt werden, in welcher Drehposition sich die Kurbelwelle 1 befindet oder die aktuelle Ordnungszahl kann aus dem vorangegangenen Betrieb des Motors ermittelt werden. Danach wird der erste in dem Datenspeicher 17 zu speichernde Zeitwert t gespeichert, und zwar verknüpft mit der Ordnungszahl des entsprechenden Zahns 3, der das Signal ausgelöst hat. Der Datenspeicher 17 weist eine ausreichende Anzahl von durchnummerierten Datenfeldern auf, in denen jeweils ein Zeitwert t gespeichert werden kann. Dementsprechend sind in der Tabelle in der ersten Spalte die Ordnungszahl z des jeweiligen Zahns 3 und in der zweiten Spalte die Zeitwerte t eingetragen. Aufgrund der festliegenden Reihenfolge der Zähne 3 und auch der durchnummerierten Datenfelder braucht der jeweils folgende, an den Datenspeicher 17 übertragene Zeitwert t lediglich in die nächst folgende Zeile der Tabelle eingetragen bzw. in dem nächst folgenden Datenfeld gespeichert zu werden. Dem System ist bekannt, welche der Zähne 3 fehlen. Beispielsweise kann die Auswertungseinrichtung 15 jeweils dann dem Datenspeicher 17 den Befehl geben, um zwei Datenfelder weiter zu springen, wenn ein Zeitwert t in das Datenfeld mit der Ordnungszahl 7 gespeichert worden ist. Die Information, welche Ordnungszahl die aktuelle ist, steht der Auswertungseinrichtung 15 zur Verfügung, da sie die Signale von dem Signalgeber 14 empfängt.With reference to the in 3 The table shown will now explain how the time value t in the data memory 17 is saved. In particular, when the system is reset or restarted, it can first be determined in which rotational position the crankshaft is 1 or the current atomic number can be determined from the previous operation of the engine. After that, the first one in the data store 17 Time value t to be stored is stored, specifically linked to the atomic number of the corresponding tooth 3 that triggered the signal. The data store 17 has a sufficient number of consecutively numbered data fields, in each of which a time value t can be stored. Accordingly, the ordinal number z of the respective tooth is in the table in the first column 3 and the time values t are entered in the second column. Because of the fixed order of the teeth 3 and the consecutively numbered data fields also need the following one to the data memory 17 transmitted time value t only to be entered in the next line of the table or to be stored in the next data field. The system knows which of the teeth 3 absence. For example, the evaluation device 15 then the data storage 17 give the command to jump two data fields further if a time value t in the data field with the ordinal number 7 has been saved. The evaluation device is provided with the information which ordinal number is the current one 15 available as it receives the signals from the auto switch 14 receives.

Bei einer alternativen Ausgestaltung sind die Datenfelder für die fehlenden Zähne 3 nicht in dem Datenspeicher 17 vorhanden und die Auswertungseinrichtung 15 berücksichtigt diesen Umstand. Bei einer weiteren Ausgestaltung haben die Zähne unregelmäßige Abstände, die der Auswertungseinrichtung bekannt sind.In an alternative embodiment, the data fields are for the missing teeth 3 not in the data store 17 available and the evaluation facility 15 takes this into account. In a further embodiment, the teeth have irregular distances that are known to the evaluation device.

Wie 2 entnehmbar ist, findet ein Informationsübertrag zwischen der Auswertungseinrichtung 15 und dem Datenspeicher 17 in beiden Richtungen statt. In der Richtung von der Auswertungseinrichtung 15 zu dem Datenspeicher 17 können beispielsweise, wie oben beschrieben, Steuerungsbefehle, Befehle zum Auslesen von Zeitwerten t oder auch zur Initialisierung des Datenspeichers 17 benötigte Informationen übertragen werden. In der anderen Richtung werden insbesondere die Zeitwerte t, bei Bedarf aber auch die zugehörigen Ordnungszahlen z übertragen.How 2 can be removed, an information transfer takes place between the evaluation device tung 15 and the data storage 17 in both directions. In the direction of the evaluation device 15 to the data store 17 can, for example, as described above, control commands, commands for reading out time values t or also for initializing the data memory 17 required information is transmitted. In the other direction, the time values t are transmitted in particular, but if necessary the associated ordinal numbers z are also transmitted.

Hierdurch wird die Auswertungseinrichtung 15 in die Lage versetzt, für jeden beliebigen Zeitpunkt, der durch die in dem Datenspeicher 17 gespeicherten Zeitwerte t abgedeckt ist, die Drehzahl n zu berechnen. Zwischenwerte, die innerhalb oder außerhalb des durch die gespeicherten Zeitwerte t abgedeckten Zeitraums liegen können, werden bei Bedarf ermittelt, z. B.As a result, the evaluation device 15 enabled for any point in time by those in the data store 17 stored time values t is covered to calculate the speed n. Intermediate values, which can lie within or outside the time period covered by the stored time values t, are determined if necessary, for. B.

durch lineare Interpolation und/oder unter Verwendung von Splines. Aufgrund der Möglichkeit, Zwischenwerte zu ermitteln, kann die Zahl der Positionsmarken bei gleicher oder sogar höherer Genauigkeit der Drehzahlberechnung gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden.by linear interpolation and / or using splines. Because of the possibility of intermediate values can determine the number of position marks at the same or even higher Accuracy of the speed calculation reduced compared to the prior art become.

Die in 3 dargestellte Tabelle zeigt ein Beispiel für Zeitwerte t, die für eine ganze Umdrehung der Kurbelwelle 1 gespeichert wurden. Alternativ kann die Tabelle z. B. doppelt so lang sein bzw. der Datenspeicher 17 doppelt so viele Datenfelder aufweisen, um die Zeitwerte t für eine Umdrehung der Nockenwelle, d. h. zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 1 aufzunehmen. Die Zeitwerte t sind in beliebigen Einheiten angegeben. Für das folgende Auswertungsbeispiel kommt es auch nur darauf an, wie groß die Differenzen zwischen den einzelnen Zeitwerten t sind.In the 3 The table shown shows an example of time values t for an entire revolution of the crankshaft 1 have been saved. Alternatively, the table can e.g. B. be twice as long or the data storage 17 have twice as many data fields around the time values t for one revolution of the camshaft, ie two revolutions of the crankshaft 1 take. The time values t are given in arbitrary units. For the following evaluation example, it is only a matter of how large the differences between the individual time values t are.

Die Zeitabstände zwischen den in 3, Spalte zwei aufgetragenen Zeitwerten t betragen jeweils 100 Einheiten, mit Ausnahme der Zeitabstände zwischen den Zeitwerten t der Datenzeilen bzw. Ordnungszahlen 2 bis 5, die kleiner sind, und zwischen den Ordnungszahlen 7 bis 10, die unbekannt sind. Es wird angenommen, dass alle unbekannten, sowie die dem in 2 dargestellten Zustand vorausgehenden und nachfolgenden Zeitabstände jeweils 100 betragen. Den Zeitwerten ist daher entnehmbar, dass eine Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit stattgefunden hat, nachdem der Zahn 3.2 die ausgezeichnete Drehposition erreicht hat. Die Auswertung kann dann für jeden beliebigen Zeitpunkt nach folgender Formel durchgeführt werden: n = Δφ/(t1 – t2),wobei Δφ der Winkelabstand (Segmentlänge) eines Segments ist, über das ausgewertet wird, und wobei t1 bzw. t2 der Zeitwert desjenigen Zeitpunkts t ist, an dem das Ende bzw. der Anfang des Segments die ausgezeichnete Drehposition erreicht hat.The time intervals between the in 3 , Column two plotted time values t are 100 units each, with the exception of the time intervals between the time values t of the data lines or ordinal numbers 2 to 5 that are smaller and between the ordinal numbers 7 to 10 that are unknown. It is believed that all unknowns, as well as those in the 2 shown state preceding and subsequent time intervals are 100 each. It can therefore be seen from the time values that an increase in the rotational speed took place after the tooth 3.2 has reached the excellent rotational position. The evaluation can then be carried out at any time using the following formula: n = Δφ / (t1 - t2), where Δφ is the angular distance (segment length) of a segment over which evaluation is carried out, and where t1 and t2 is the time value of the point in time t at which the end or the beginning of the segment has reached the excellent rotational position.

Auf diese weise kann die Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit ab dem Zahn 3.2 bereits kurze Zeit später erkannt werden, insbesondere ab dem Zeitpunkt, an dem der Zahn 3.3 die ausgezeichnete Drehposition erreicht. Eine Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit kann somit schneller festgestellt werden, als wenn die Auswertung nur für bestimmte, vorgegebene Drehpositionen der Kurbelwelle 1 durchgeführt wird, z. B. ausschließlich für die Zähne 3.1, 3.7, 3.13, und 3.19. In diesem Vergleichsbeispiel wäre die Abnahme der Drehzahl n erst bei der Auswertung für den Zahn 3.7 bemerkt worden, also um einen Zeitraum später, der den Abständen zwischen vier Zähnen oder anders ausgedrückt einem Drittel einer Umdrehung der Welle entspricht.In this way, the increase in the rotational speed from the tooth 3.2 can be recognized a short time later, especially from the point at which the tooth 3.3 reached the excellent rotational position. A change in the speed of rotation can thus be determined more quickly than if the evaluation only for specific, predetermined rotational positions of the crankshaft 1 is carried out, e.g. B. only for the teeth 3.1 . 3.7 . 3.13 , and 3.19 , In this comparative example, the decrease in speed n would only be when the tooth is evaluated 3.7 noticed, that is to say a period later which corresponds to the distances between four teeth or, in other words, a third of a revolution of the shaft.

Ab dem Zeitpunkt, an dem der Zahn 3.3 die ausgezeichnete Drehposition erreicht, lässt sich außerdem ein vor diesem Zeitpunkt liegender Zeitpunkt ermitteln, an dem die Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit begonnen hat. Der Zeitpunkt des Beginns der Zunahme kann z. B. durch Interpolation und/oder Extrapolation ermittelt werden, wobei die Genauigkeit der Ermittlung im allgemeinen zunehmen wird, wenn weitere, später erfasste Informationen mitberücksichtigt werden, etwa die entsprechenden Zeitpunkte der Zähne 3.4 und 3.5.From the time the tooth 3.3 reached the excellent rotational position, a point in time before this point in time can also be determined at which the increase in the rotational speed began. The time of the beginning of the increase can e.g. B. can be determined by interpolation and / or extrapolation, the accuracy of the determination will generally increase if further, later acquired information is taken into account, such as the corresponding times of the teeth 3.4 and 3.5 ,

Das beschriebene Verfahren und das beschriebene System sind speziell anwendbar bei Verbrennungsmotoren. Typisch für Verbrennungsmotoren sind kurzzeitige Drehzahlschwankungen während des Arbeitszyklus eines oder mehrerer Arbeitseinheiten des Motors, insbesondere eines oder mehrerer Arbeitszylinder. So kann es beispielsweise bei Otto-Motoren dazu kommen, dass die Kompressionsphase und die Expansionsphase eines oder mehrerer Arbeitszylinder unterschiedlich lange dauern.The described method and the described systems are particularly applicable to internal combustion engines. Typical for Internal combustion engines are short-term speed fluctuations during the Working cycle of one or more working units of the engine, in particular one or more working cylinders. For example, with Otto engines add to that the compression phase and the expansion phase one or more working cylinders take different lengths of time.

Derartige Unterschiede bzw. die entsprechenden Drehzahlschwankungen können unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens und/oder des beschriebenen Systems ermittelt und analysiert werden.Such differences or the corresponding ones Speed fluctuations can using the described method and / or the described Systems are determined and analyzed.

4 zeigt eine Steuerungseinrichtung 20 mit einer Auswertungseinrichtung 15, beispielweise die anhand von 2 beschriebene Auswertungseinrichtung. Die Auswertungseinrichtung 15 gemäß 4 ist ausgestaltet, die Drehzahl oder eine äquivalente Größe eines Mehrzylinder-Motors bzw. der Kurbelwelle 1 hochaufgelöst, d. h. als Funktion der Zeit jeweils während der einzelnen in den Zylindern stattfindenden Verbrennungsvorgänge zu ermitteln. Hier entspricht also die Drehzahlermittlung einer bevorzugten messtechnischen Erfassung der Bewegung der Kurbelwelle als ein durch den Verbrennungsmotor angetriebener Teil. In dem dargestellten Fall ist der Motor ein Ottomotor mit vier Zylindern 23, 24, 25, 26. Durch Linien 27 zwischen jeweils einem der Zylinder 23, 24, 25, 26 und der Auswertungseinrichtung 15 ist angedeutet, dass die Auswertungseinrichtung 15 und/oder eine nachgeschaltete zentrale Steuerungseinheit 21 den ermittelten zeitlichen Verlauf der Drehzahl oder äquivalenten Größe den Verbrennungsvorgängen und/oder anderen Vorgängen der einzelnen Zylinder 23, 24, 25, 26 zuordnen kann. 4 shows a control device 20 with an evaluation device 15 , for example based on 2 described evaluation device. The evaluation facility 15 according to 4 is designed, the speed or an equivalent size of a multi-cylinder engine or the crankshaft 1 high-resolution, ie to be determined as a function of time during the individual combustion processes taking place in the cylinders. Here, the speed determination corresponds to a preferred measurement of the movement of the crankshaft as a part driven by the internal combustion engine. In the case shown, the engine is a gasoline engine with four cylinders 23 . 24 . 25 . 26 , Through lines 27 between each of the cylinders 23 . 24 . 25 . 26 and the evaluation device 15 is indicated that the evaluation device 15 and / or a downstream central control unit 21 the determined time course of the speed or equivalent size of the combustion processes and / or other processes of the individual cylinders 23 . 24 . 25 . 26 can assign.

Weiterhin zeigt 4 schematisch Zündkreise 33, 34, 35, 36, die jeweils einem der Zylinder 23, 24, 25, 26 zugeordnet sind. Die Zündkreise weisen jeweils separate Elemente wie Zündkabel und Zündkerzen auf, die nur zur Zündung eines Kraftstoffgemisches jeweils in dem einen zugeordneten Zylinder 23, 24, 25, 26 eingesetzt werden. Weiterhin weisen die Zündkreise gemeinsame Elemente auf, z. B. einen Zündverteiler Die zentrale Steuerungseinheit 21 ist jeweils über eine Steuerleitung 29 oder über eine gemeinsame Steuerleitung mit den Zündkreisen 33, 34, 35, 36 verbunden und ist ausgestaltet, den Zündzeitpunkt jedes der Zylinder 23, 24, 25, 26 einzeln und unabhängig von der Lage der Zündzeitpunkte der anderen Zylinder 23, 24, 25, 26 zu wählen. Die Darstellung mit vier Steuerleitungen 29 deutet an, dass die vier Zündkreise 33, 34, 35, 36 individuell gesteuert werden können.Furthermore shows 4 schematically ignition circuit se 33 . 34 . 35 . 36 , each one of the cylinders 23 . 24 . 25 . 26 assigned. The ignition circuits each have separate elements such as ignition cables and spark plugs, which are only used to ignite a fuel mixture in each of the associated cylinders 23 . 24 . 25 . 26 be used. Furthermore, the ignition circuits have common elements, e.g. B. an ignition distributor The central control unit 21 is via a control line 29 or via a common control line with the ignition circuits 33 . 34 . 35 . 36 is connected and configured to the ignition timing of each of the cylinders 23 . 24 . 25 . 26 individually and regardless of the position of the ignition timing of the other cylinders 23 . 24 . 25 . 26 to choose. The illustration with four control lines 29 indicates that the four ignition circuits 33 . 34 . 35 . 36 can be controlled individually.

Die beschriebene Steuerungseinrichtung 20 oder eine andere Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Betriebes eines Verbrennungsmotors kann in unterschiedlicher Weise betrieben werden. Bei einer Betriebsweise detektiert die Steuerungseinrichtung wiederholt anhand der Informationen über die Bewegung der Kurbelwelle 1, insbesondere für jeden der Zylinder 23, 24, 25, 26, die zeitliche Lage des Zündzeitpunktes während des jeweiligen Verbrennungsvorganges. Dies ermöglicht eine Zündkreisdiagnose, insbesondere unterschiedliche Zeitkonstanten bzw. Trägheiten der Zündkreise 33, 34, 35, 36 durch zylinder-individuelle Triggerung der Zündung zu berücksichtigen bzw. die Unterschiede zu kompensieren. Alternativ oder zusätzlich kann der zeitliche Verlauf der durch den jeweiligen Zylinder 23, 24, 25, 26 während der Expansionsphase (d. h. während des Verbrennungsvorganges) erzeugten Beschleunigung ausgewertet werden. Beispielsweise durch Frequenz-Transformation einer zeitabhängigen Beobachtungsgröße und Frequenzanalyse wird folgender Verlauf eines einzigen Verbrennungsvorganges festgestellt: Zunächst wird eine erste Beschleunigungsphase detektiert. Die Beschleunigung nimmt jedoch ab und geht unter Umständen in eine Verzögerung über. Während des selben Verbrennungsvorganges wird eine spätere, zweite Beschleunigungsphase detektiert, während der die Beschleunigung wieder größer ist.The control device described 20 or another control device for controlling an operation of an internal combustion engine can be operated in different ways. In one mode of operation, the control device repeatedly detects on the basis of the information about the movement of the crankshaft 1 , especially for each of the cylinders 23 . 24 . 25 . 26 , the timing of the ignition point during the respective combustion process. This enables ignition circuit diagnosis, in particular different time constants or inertias of the ignition circuits 33 . 34 . 35 . 36 to be taken into account by cylinder-specific triggering of the ignition or to compensate for the differences. As an alternative or in addition, the time course of the through the respective cylinder 23 . 24 . 25 . 26 acceleration generated during the expansion phase (ie during the combustion process) are evaluated. The following course of a single combustion process is determined, for example, by frequency transformation of a time-dependent observation variable and frequency analysis: First, a first acceleration phase is detected. However, the acceleration decreases and may change into a deceleration. During the same combustion process, a later, second acceleration phase is detected during which the acceleration is greater again.

Allgemeiner formuliert können mathematische Verfahren angewendet werden, um Informationen über die Bewegung eines vom Verbrennungsmotor angetriebenen Teils während eines einzelnen Verbrennungsvorganges auszuwerten. Zu diesen mathematischen Verfahren gehört insbesondere eine Frequenz-Transformation, mit der eine zeitabhängige Messgröße (z. B. eine hochaufgelöste Drehzahl als Funktion der Zeit) in eine frequenzabhängige Größe transformiert wird.More generally, mathematical Procedures are used to gather information about the movement of a person Internal combustion engine driven part during a single combustion process evaluate. These mathematical methods include in particular a frequency transformation, with which a time-dependent measured variable (e.g. a high resolution Speed as a function of time) is transformed into a frequency-dependent quantity becomes.

Eine bevorzugte Möglichkeit, Informationen über einen Verbrennungsvorgang zu erhalten, besteht in einer Auswertung der Drehgeschwindigkeit einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Welle, insbesondere der Drehzahl einer Kurbel- oder Nockenwelle des Verbrennungsmotors. 5 zeigt zwei Kurven, die jeweils den Verlauf der Drehzahl n als Funktion der Zeit t während eines einzelnen Verbrennungsvorganges wiedergeben. Die erste, durch eine ununterbrochene Linie dargestellte Kurve entspricht einer normalen Verbrennung bei niedriger Drehzahl. Während des Verbrennungsvorganges steigt die Drehzahl ausgehend von etwa 180 Umdrehungen pro Minute (U/min) auf einen Maximalwert von etwa 250 U/min an. Nach dem Verbrennungsvorgang fällt die Drehzahl auf einen Wert von etwa 200 U/min ab. Die zweite, durch eine mehrfach unterbrochene Linie dargestellte Kurve entspricht einer außergewöhnlichen Verbrennung. Ausgehend von dem selben Wert von etwa 180 U/min steigt die Drehzahl auf einen Maximalwert von etwa 500 U/min an und fällt nach dem Verbrennungsvorgang auf etwa 300 U/min ab. Eine derartige große Beschleunigung während des Verbrennungsvorganges ist typisch für eine klopfende Verbrennung. Indem die zentrale Steuerungseinheit 21 in folgenden Expansionsphasen des selben Zylinders einen späteren Zündzeitpunkt wählt, kann eine klopfende Verbrennung vermieden werden.A preferred way of obtaining information about a combustion process consists in evaluating the rotational speed of a shaft driven by the internal combustion engine, in particular the rotational speed of a crankshaft or camshaft of the internal combustion engine. 5 shows two curves, each representing the course of the speed n as a function of time t during a single combustion process. The first curve, represented by a continuous line, corresponds to normal combustion at low speed. During the combustion process, the speed increases from approximately 180 revolutions per minute (rpm) to a maximum value of approximately 250 rpm. After the combustion process, the speed drops to a value of approximately 200 rpm. The second curve, represented by a broken line, corresponds to an extraordinary combustion. Starting from the same value of approximately 180 rpm, the speed increases to a maximum value of approximately 500 rpm and drops to approximately 300 rpm after the combustion process. Such a large acceleration during the combustion process is typical of knocking combustion. By the central control unit 21 knocking combustion can be avoided in subsequent expansion phases of the same cylinder, a knocking combustion.

Allgemeiner formuliert kann eine klopfende Verbrennung insbesondere durch Prüfen zumindest eines der folgenden Kriterien festgestellt werden:

1. Die Drehzahl nimmt während eines einzelnen Verbrennungsvorganges schneller zu als oder mindestens so schnell zu wie ein vorgegebener Grenzwert. Dies kann beispielsweise durch das Berechnen der zeitlichen Ableitung der Drehzahl festgestellt werden.
2. Die Drehzahl nimmt während eines einzelnen Verbrennungsvorganges mindestens so viel wie oder mehr als ein vorgegebener Grenzwert zu. Hierfür wird beispielsweise die Drehzahldifferenz zwischen dem Drehzahlwert zu einem Zeitpunkt vor dem Beginn des Verbrennungsvorganges und dem Maximalwert während des Verbrennungsvorganges berechnet.

More generally, knocking combustion can be determined in particular by checking at least one of the following criteria:

1. The speed increases faster than or at least as quickly as a predetermined limit value during a single combustion process. This can be determined, for example, by calculating the time derivative of the speed.
2. The speed increases during a single combustion process at least as much as or more than a predetermined limit. For this purpose, for example, the speed difference between the speed value at a point in time before the start of the combustion process and the maximum value during the combustion process is calculated.

Die genannten Grenzwerte können abhängig von der Drehzahl und/oder der momentanen Kraftstoffzuführung in den Zylinder (z. B. von der eingespritzten Menge Kraftstoff) vorgegeben sein. Insbesondere sind die Grenzwerte individuell für den jeweiligen Typ eines Verbrennungsmotors und/oder für den jeweiligen Typ eines Kraftfahrzeuges vorzugeben. Es ist auch möglich, die Drehzahl in eine frequenzabhängige Größe zu transformieren und den obengenannten Kriterien entsprechende Kriterien anhand der frequenzabhängigen Größe zu prüfen. Beispielsweise kann die transformierte Drehzahl entsprechend dem ersten genannten Kriterium auf höherfrequente Anteile geprüft werden.The limit values mentioned may depend on the speed and / or the current fuel supply in the cylinder (e.g. from the amount of fuel injected) his. In particular, the limit values are individual for each Type of an internal combustion engine and / or for the respective type of To specify motor vehicle. It is also possible to turn the speed into one frequency-dependent Transform size and the above criteria based on the frequency-dependent Check size. For example can the transformed speed according to the first Criterion for higher frequencies Shares checked become.

Um den Unterschied zwischen einer hoch aufgelösten Drehzahlmessung, die in der Lage ist, Drehzahlschwankungen während eines einzelnen Verbrennungsvorganges festzustellen, und einer heutzutage typischerweise serienmäßig eingesetzten Drehzahlmessung zu verdeutlichen, soll noch darauf hingewiesen werden, dass letztere Drehzahlmessung die erforderlichen Informationen für die zuvor beschriebene Auswertung der Drehzahl nicht liefern kann. Vielmehr würde allenfalls ein geringfügig größerer Anstieg der Drehzahl als Mittelwert über einen oder mehrere Verbrennungsvorgänge festgestellt.The difference between a high-resolution speed measurement that is capable of speed fluctuations during an individual Determine the combustion process, and to clarify a speed measurement typically used today as standard, it should also be pointed out that the latter speed measurement cannot provide the information required for the previously described evaluation of the speed. Rather, a slightly larger increase in speed would be determined as an average over one or more combustion processes.

Eine weitere Möglichkeit der Verbrennungsdiagnose besteht darin, die Informationen über die Bewegung des beweglichen Teils dazu zu verwenden, eine oder mehrere andere mit der Verbrennung in Zusammenhang stehende Variablen zu bestimmen, z. B. den Druck im Zylinder.Another way of diagnosing burns is the information about the movement of the moving Partly to use one or more others with the combustion in To determine related variables, e.g. B. the pressure in Cylinder.

Claims

Method for controlling the operation of a motor vehicle with an internal combustion engine, wherein - a movement of a part driven by the internal combustion engine takes place during a single combustion process ( 1 ) of the internal combustion engine or of the motor vehicle is measured, - information about the individual combustion process is obtained therefrom and - the information is used in the control.

The method of claim 1, wherein the movement of the part ( 1 ) is a rotational movement of a shaft, in particular a crankshaft or camshaft of the internal combustion engine, and wherein the rotational speed of the shaft, a temporal change in the rotational speed and / or an equivalent variable is measured for a period of time during the individual combustion process and from this the information about the individual Combustion process can be obtained.

The method of claim 1 or 2, wherein by the metrological recording and / or processing of the recorded data a frequency dependent Obtained observation size and through a frequency analysis the information about the individual combustion process can be obtained and / or evaluated become.

Method according to one of the preceding claims, wherein the information about the individual combustion process can be used a temporal Position of an ignition point, knocking combustion and / or lack of ignition determine.

Method according to one of the preceding claims, wherein the information about the individual combustion process can be used for future combustion to control fuel in the internal combustion engine.

Control device ( 20 ) for controlling an operation of a motor vehicle with an internal combustion engine, the control device having a system for detecting a movement of a part driven by combustion in the internal combustion engine ( 1 ) of the internal combustion engine, in particular for determining a speed of a crankshaft or camshaft of the internal combustion engine, and wherein the system has a plurality of position marks ( 3 ) which has different movement positions of the part ( 1 ) mark in the direction of movement, characterized by - a determination device ( 13 . 14 ) to determine times at which one of the position marks ( 3 ) a certain movement position of the part ( 1 ) has reached - a data storage ( 17 ) for storing time values and - an evaluation device ( 15 ), the determination device ( 13 . 14 ) designed in this way and with the data memory ( 17 ) is connected that time values, which are a measure of the times, in the data memory ( 17 ) are stored, and wherein the evaluation device ( 15 ) designed in this way and with the data memory ( 17 ) is connected that the movement speed or an equivalent quantity is calculated using at least two of the stored time values.

Control device according to the preceding claim with a system for determining the speed of movement and with an adjusting device ( 21 ), which is configured as a function of an output signal that has a value from the evaluation device ( 15 ) reproduces a certain speed of movement or an equivalent variable, to change a manipulated variable, in particular to change the speed of movement and / or to change an ignition timing.