DE19627540A1 - Verbrennungsaussetzererkennungsverfahren - Google Patents
VerbrennungsaussetzererkennungsverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Ver
brennungsaussetzern bei Verbrennungsmotoren, wie sie für den
Antrieb von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
Verbrennungsaussetzer führen zu einem Anstieg der im Betrieb
des Verbrennungsmotors emittierten Schadstoffe und können
darüber hinaus zu einer Schädigung eines Katalysators im Ab
gastrakt des Motors führen. Zur Erfüllung gesetzgeberischer
Forderungen zur On-Board-Überwachung abgasrelevanter Funk
tionen ist eine Erkennung von Verbrennungsaussetzern im ge
samten Drehzahl- und Lastbereich notwendig. In diesem Zusam
menhang ist es bekannt, daß beim Betrieb mit Verbrennungs
aussetzern charakteristische Änderungen des Drehzahlverlaufs
des Verbrennungsmotors gegenüber dem Normalbetrieb ohne Aus
setzer auftreten. Durch den Vergleich dieser Drehzahlverläu
fe kann zwischen Normalbetrieb ohne Aussetzer und Betrieb
mit Aussetzern unterschieden werden.
Ein auf dieser Basis arbeitendes Verfahren ist bereits aus
der DE-OS 41 38 765 bekannt.
Nach diesem bekannten Verfahren ist einem bestimmten Bereich
der Kolbenbewegung jedes Zylinders ein als Segment bezeich
neter Kurbelwellenwinkelbereich zugeordnet. Realisiert wer
den die Segmente bspw. durch Markierungen auf einem mit der
Kurbelwelle gekoppelten Geberrad. Die Segmentzeit, in der
die Kurbelwelle diesen Winkelbereich überstreicht, hängt un
ter anderem von der im Verbrennungstakt umgesetzten Energie
ab. Aussetzer führen zu einem Anstieg der zündungssynchron
erfaßten Segmentzeiten. Nach dem bekannten Verfahren wird
aus Differenzen von Segmentzeiten ein Maß für die Laufunruhe
des Motors berechnet, wobei zusätzlich langsame dynamische
Vorgänge, zum Beispiel der Anstieg der Motordrehzahl bei ei
ner Fahrzeugbeschleunigung, rechnerisch kompensiert werden.
Ein auf diese Weise für jede Zündung berechneter Laufunruhe
wert wird ebenfalls zündungssynchron mit einem vorbestimmten
Schwellwert verglichen. Ein Überschreiten dieses gegebenen
falls von Betriebsparametern wie Last und Drehzahl
abhängigen Schwellwerts wird als Aussetzer gewertet.
Die Zuverlässigkeit des Verfahrens hängt entscheidend von
der Genauigkeit ab, mit der die Drehzahl der Kurbelwelle aus
den Segmentzeiten ermittelt werden kann. Die
Segmentzeitermittlung ist von der Genauigkeit abhängig, mit
der die Markierungen auf dem Geberrad bei der Fertigung
hergestellt werden können. Diese mechanischen Ungenauigkei
ten können rechnerisch eliminiert werden. Dazu ist es aus
der DE 41 33 679 bekannt, im Schiebebetrieb pro Kurbel
wellenumdrehung bspw. drei Segmentzeiten zu bilden. Eines
der drei Segmentzeiten wird als Referenzsegment betrachtet.
Die Abweichungen der Segmentzeiten der beiden übrigen Seg
mente zur Segmentzeit des Referenzsegmentes werden ermit
telt. Aus den Abweichungen werden Korrekturwerte so gebil
det, daß die mit den Korrekturwerten verknüpften, im Schie
bebetrieb ermittelten Segmentzeiten untereinander gleich
sind.
Abweichungen der im Normalbetrieb außerhalb des Schiebebe
triebes ermittelten und mit den Korrekturwerten verknüpften
Segmentzeiten sind damit von Fertigungsungenauigkeiten des
Geberrades unabhängig und deuten auf andere Ursachen hin.
Wenn aus dem erfaßten Drehzahlverlauf Aussetzer erkannt
werden sollen, sind zusätzliche Einflüsse auf die Drehzahl
zu berücksichtigen, die nicht auf Aussetzer zurückzuführen
sind. Als Bsp. solcher Einflüsse sind Torsionsschwingungen
zu betrachten, die der Drehbewegung der Kurbelwelle
überlagert sind. Diese treten vornehmlich bei hohen
Drehzahlen im gefeuerten Betrieb auf und führen zu einer
systematischen Verlängerung oder Verkürzung der
Segmentzeiten einzelner Zylinder, so daß die Aus
setzererkennung erschwert wird. Aus diesem Grund und auch
aufgrund motorenindividueller Unterschiede durch Verschleiß
oder Fertigungsungenauigkeiten bleibt auch nach der Geber
radadaption ein Grundrauschen in Form einer Streubreite der
Segmentzeiten erhalten, das nicht auf Aussetzer zurückzufüh
ren ist. Von diesem Grundrauschen lassen sich wirkliche Aus
setzer um so schlechter unterscheiden, je weniger sich ein
zelne Aussetzer auf die Drehzahl der Kurbelwelle auswirken.
Die Zuverlässigkeit der Aussetzererkennung sinkt daher mit
steigender Zahl der Zylinder der Brennkraftmaschine und mit
zunehmender Drehzahl sowie abnehmender Last ab.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung
darin, ein Verfahren anzugeben, das die Sicherheit der Aus
setzererkennung bei Brennkraftmaschinen mit hoher Zylinder
zahl auch bei hohen Drehzahlen und geringen Lasten weiter
verbessert und das sowohl eine schnelle als auch eine genaue
Anpassung der Aussetzererkennung an motorenindividuelle
Unterschiede ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit der Merkmalskombination des Anspruchs
1 gelöst.
Ein wesentliches Element der Lösung im Hinblick auf die
Genauigkeit der Anpassung stellt die Ermittlung von
zylinderindividuellen Korrekturwerten im gefeuerten Betrieb,
d. h. im Normalbetrieb außerhalb des Schiebebetriebes, dar.
Ein weiteres wesentliches Element im Hinblick auf die
Schnelligkeit der Anpassung stellt die wenigstens
zweistufige Adaption dar, die in der ersten Stufe eine
schnelle und in der zweiten Stufe eine genaue Anpassung der
Aussetzererkennung an die motorenindividuellen Unterschiede
liefert.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zusätzlich
die Erkennungsempfindlichkeit der Aussetzererkennung in
Abhängigkeit von den wenigstens zwei Adaptionsstufen
eingestellt.
Das Verfahren ist auch losgelöst von der Aussetzererkennung
immer dann vorteilhaft verwendbar, wenn eine hochaufgelöste
Drehzahlerfassung benötigt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden mit
Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 das technische Umfeld der Erfin
dung. Fig. 2 stellt einen zur Durchführung des erfindungsge
mäßen Verfahrens geeigneten Rechner dar. Fig. 3 verdeut
licht das bekannte Prinzip der Bildung von Segmentzeiten als
Basis eines Maßes für die Laufunruhe auf der Basis von Dreh
zahlmessungen. Fig. 4 verdeutlicht den Einfluß von Torsions
schwingungen auf die Ermittlung der Laufunruhewerte. Fig. 5
offenbart ein Flußdiagramm als Ausführungsbsp. des
erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 6 veranschaulicht die
Struktur eines in dem Ausführungsbeispiel benutzten
Kennfeldes.
Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Winkelge
berrad 2, das Markierungen 3 trägt, sowie einen Winkelsensor
4 und ein Steuergerät 5. Die Drehbewegung des mit der Kur
belwelle der Brennkraftmaschine gekoppelten Winkelgeberrades
wird mit Hilfe des als Induktivsensor realisierten Winkel
sensors 4 in ein elektrisches Signal umgewandelt, dessen
Periodizität ein Abbild des periodischen Vorbeistreichens
der Markierungen 3 am Winkelsensor 4 darstellt. Die Zeit
dauer zwischen einem Anstieg und einem Abfall des Signalpe
gels entspricht daher der Zeit, in der sich die Kurbelwelle
über einen dem Ausmaß einer Markierung entsprechenden win
kelbereich weitergedreht hat. Diese Zeitdauern werden in dem
als Rechner realisierten Steuergerät 5 zu einem Maß Lut für
die Laufunruhe der Brennkraftmaschine weiterverarbeitet. Ein
Beispiel einer Lut-Berechnung wird weiter hinten vorge
stellt. Der dazu verwendete Rechner kann bspw. so aufgebaut
sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Danach vermittelt eine Re
cheneinheit 2.1 zwischen einem Eingabeblock 2.2 und einem
Ausgabeblock 2.3 unter Verwendung von in einem Speicher 2.4
abgelegten Programmen und Daten.
Die Fig. 3a zeigt eine Einteilung des Winkelgeberrades in
vier Segmente, wobei jedes Segment eine vorbestimmte Zahl
von Markierungen aufweist. Die Markierung OTk ist demjenigen
oberen Totpunkt der Kolbenbewegung des k-ten Zylinders eines
in diesem Beispiel achtzylindrigen Verbrennungsmotors zuge
ordnet, der im Verbrennungstakt dieses Zylinders liegt. Um
diesen Punkt herum ist ein Drehwinkelbereich ϕk definiert,
der sich in diesem Beispiel über ein Viertel der Markierun
gen des Winkelgeberrades erstreckt. Analog sind den Verbren
nungstakten der übrigen Zylinder Winkelbereiche ϕ1 bis ϕ8
zugeordnet, wobei hier vom Viertaktprinzip ausgegangen wird,
bei dem sich die Kurbelwelle für einen vollständigen Ar
beitszyklus zweimal dreht. Daher entspricht beispielsweise
der Bereich ϕ1 des ersten Zylinders dem Bereich ϕ5 des fünf
ten Zylinders usw. Die zu einer Kurbelwellenumdrehung zuge
hörigen Winkelbereiche können voneinander getrennt sein,
sich aneinander anschließen oder auch überlappen. Im ersten
Fall gibt es Markierungen, die keinem Winkelbereich zugeord
net sind, im zweiten Fall gehört jede Markierung zu genau
einem Winkelbereich und im dritten Fall können jeweils die
selben Markierungen verschiedenen Winkelbereichen zugeordnet
sein. Beliebige Längen und Lagen der Winkelbereiche sind so
mit möglich.
In der Fig. 3b sind die Zeiten ts aufgetragen, in denen die
Winkelbereiche durch die Drehbewegung der Kurbelwelle über
strichen werden. Dabei ist ein Aussetzer im Zylinder k ange
nommen. Der mit dem Aussetzer verbundene Drehmomentausfall
führt zu einem Anstieg der zugehörigen Zeitspanne ts. Die
Zeitspannen ts stellen damit bereits ein Maß für die Laufun
ruhe dar, das prinzipiell zur Erkennung von Aussetzern ge
eignet ist. Durch eine geeignete Verarbeitung der Zeitspan
nen ts, insbesondere durch die Bildung von Differenzen be
nachbarter Zeitspannen und Normieren dieser Differenzen auf
die dritte Potenz der Zeitspanne tsi zu einem Zündtakt mit
Index i erhält der Laufunruhewert die Dimension einer Be
schleunigung und weist, wie sich empirisch gezeigt hat, ein
verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis auf.
Fig. 3c verdeutlicht den Einfluß von Drehzahländerungen auf
die Erfassung der Zeitdauern ts. Dargestellt ist der Fall
einer Drehzahlabnahme, wie sie typischerweise im Schiebebe
trieb eines Kraftfahrzeuges auftritt. Zur Kompensation die
ses Effektes, der sich in einer verhältnismäßig gleichförmi
gen Verlängerung der erfaßten Zeiten ts äußert, ist es bei
spielsweise bekannt, einen Korrekturterm D zur Dynamikkom
pensation zu bilden und so bei der Berechnung des Laufunru
hewertes zu berücksichtigen, daß der Verlängerungseffekt
kompensiert wird.
Ein derart korrigierter Laufunruhewert für den Zündtakt i
eines achtzylindrigen Motors kann bspw. nach folgender Vor
schrift berechnet werden:
Lut(i) = Basisterm B - Korrekturterm K zur Dynamikkompensa tion
Lut(i) = Basisterm B - Korrekturterm K zur Dynamikkompensa tion
Verallgemeinert auf z Zylinder lautet die entsprechende Vor
schrift:
mit (z) = Zahl der Zylinder der Brennkraftmaschine.
Die Laufunruhewerte können auch nach anderen Vorschriften
gebildet sein. Wesentlich für die Erfindung ist, daß sie auf
einer Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Drehbewegung
der Brennkraftmaschine basieren. Fig. 4 zeigt
Laufunruhewerte, die bspw. nach der angegebenen Vorschrift
berechnet sein können, für verschiedene Zündtakte i=1 bis
10 eines Vierzylindermotors. Dabei tritt systematisch beim
Zylinder mit der Nummer 3 eine Zunahme der Segmentzeit auf,
die im dargestellten Fall bereits recht nahe an den
Laufunruheschwellwert Lur heranführt. Diese Zunahme kann
bspw. durch eine Torsionsschwingung hervorgerufen werden.
Torsionsschwingungen treten vornehmlich bei hohen Drehzahlen
auf und führen zu einer systematischen Verlängerung oder
Verkürzung der Segmentzeiten einzelner Zylinder, so daß die
Aussetzererkennung erschwert wird. Die Aufteilung dieser
Einflüsse auf die einzelnen Zylinder ist für einen bestimm
ten Motorentyp empirisch für bestimmte Last/Drehzahlbereiche
bestimmbar, so daß ihnen durch in einem
Last/Drehzahl-Kennfeld abgelegte Korrekturwerte, die in die
Segmentzeitauswertung einfließen, entgegengewirkt werden
kann.
Der Ablauf einer Aussetzererkennung unter Verwendung
derartiger Korrekturen ist im linken Zweig der Fig. 5
dargestellt, die ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Adaption der
Korrekturwerte darstellt, wobei Adaption hier als das Lernen
angepaßter Korrekturwerte verstanden wird.
Das Ausführungsbeispiel wird zyklisch aus einem
übergeordneten Motorsteuerungs- oder Hauptprogramm
aufgerufen. Die im Flußdiagramm mehrfach auftretende
Variable a betrifft ein Ausführungsbeispiel, bei dem die
Empfindlichkeit der Aussetzererkennung in Abhängigkeit vom
Adaptions- oder auch Lernfortschritt eingestellt ist. Beim
Start des Motors wird a auf den Wert 1 gesetzt.
Das Aussetzererkennungsverfahren beginnt mit dem Schritt
S5.1, in dem zündungssynchron Segmentzeiten erfaßt und im
Schritt S5.2 zu einem ersten Signal verarbeitet werden, in
dem sich die Ungleichförmigkeiten in der Drehbewegung der
Kurbelwelle abbilden. In dem Schritt S5.3 wird ein
Korrekturwert zur Kompensation der im aussetzerfreien
Betrieb systematisch auftretenden Ungleichförmigkeiten, die
beispielsweise durch Torsionsschwingungen bedingt sind, aus
einem Last/Drehzahlkennfeld K(L,m) zylinderindividuell
eingelesen. Beim ersten Verfahrensdurchlauf handelt es sich
bei den Kennfeldwerten um vorbestimmte neutrale oder
plausible Werte. Diese werden sukzessiv durch wiederholte
Verfahrensdurchläufe zur Korrekturwerten umgebildet, die die
systematischen, nicht auf Aussetzer zurückzuführenden
Ungleichförmigkeiten in der Signalverarbeitung kompensieren.
Dazu werden die Korrekturwerte im Schritt S5.4 mit dem
ersten Signal zu einem zweiten Signal verknüpft, das durch
die genannten Ungleichförmigkeiten weniger stark beeinflußt
wird als das erste Signal. Nach dem Einlesen eines
Referenzwertes LUR aus einem Kennfeld in einem Schritt S5.5
findet im Schritt S5.6 ein Vergleich des zweiten Signals mit
dem Referenzwert LUR statt. Ein Kreuzen des Referenzwertes
durch das zweite Signal wird im Schritt S5.7 als Aussetzer
gewertet. Daran schließt sich ein Schritt S5.8 an, in dem
gegebenenfalls, das heißt beispielsweise bei einer
bestimmten Häufigkeit des Auftretens von Aussetzern, eine
Fehlerlampe MIL eingeschaltet wird. Der rechte Zweig des
Flußdiagramms der Fig. 5 dient zur erfindungsgemäßen
Adaption der Korrekturwerte K an die motorenindividuellen
Besonderheiten. Dazu wird in einem Schritt S5.9 aus den im
Schritt S5.1 zündungssynchron erfaßten Segmentzeiten ein
Korrekturwert K′ gebildet. Dazu können beispielsweise
zylinderindividuell und spezifisch für jeden
Last/Drehzahlbereich die Abweichungen der gemessenen
Segmentzeiten von der Zeit eines Referenzsegmentes gebildet
werden. Diese Differenzen werden dann einer Dynamikkorrektur
unterzogen und beispielsweise durch Division durch die
Referenzsegmentzeit auf eine winkelproportionale und von der
Drehzahl unabhängige Größe normiert. Die so normierten
Segmentzeitabweichungen werden tiefpaßgefiltert. Das
Ergebnis stellt den bereichsspezifischen Korrekturwert K′
dar, der zunächst als vorläufiger Korrekturwert
abgespeichert wird. In einem Schritt S5.10 wird der
Lernfortschritt überprüft. Dabei stellt der Lernfortschritt
gewissermaßen die Abweichung des bis zu diesem Zeitpunkt
ermittelten Korrekturwertes K′ zu einem fiktiven Optimalwert
dar. Als Näherung für diese Abweichung kann die Differenz
zwischen Filtereingang und Ausgang benutzt werden. Diese
Differenz wird mit zunehmender Annäherung an den fiktiven
Optimalwert kleiner. Sobald diese Abweichung hinreichend
klein wird, gilt die vorbestimmte Bedingung in dem
spezifischen Last/Drehzahlbereich eines individuellen
Zylinders im Abfrageschritt S5.10 als erfüllt. Die Abfrage
im Schritt S5.11 dient zur Feststellung, ob die vorbestimmte
Bedingung bereits vorher in einem anderen Last/Drehzahl-
Bereich des gleichen Zylinders erfüllt war. Ist der aktuelle
Bereich der erste, in dem die Bedingung erfüllt ist, gilt
die erste Adaptionsstufe als abgeschlossen. Ein Schritt
S5.12 setzt dann die Variable a auf den Wert 0. Dies wirkt
sich bei der Referenzwertbildung vor dem Schritt S5.6 aus.
Solange die Adaption nicht in wenigstens einem Bereich
eingeschwungen ist, wird der Referenzwert im Schritt S5.15
so verändert, daß die Aussetzererkennung unempfindlicher
reagiert. Ist die Adaption dagegen in wenigstens einem
Bereich eingeschwungen, wird ein Referenzwert benutzt, der
eine vergleichsweise empfindliche Aussetzererkennung
repräsentiert. Der Einschwingzustand der Adaption wird dabei
über die Abfrage im Schritt S5.14 festgestellt. Dabei steht
a=1 für die nicht eingeschwungene und a=0 für den Abschluß
der 1. Adaptionsstufe. Diese Stufe zeichnet sich dadurch
aus, daß im Schritt S5.13 der Korrekturwert K zunächst als
erste Stufe der Adaption für alle Last/Drehzahlbereiche
eines Zylinders übernommen wird. Durch diese Grobadaption
werden gröbere Unregelmäßigkeiten des Geberrades oder starke
Torsionsschwingungen kompensiert. Ist die vorbestimmte
Bedingung die im Schritt S5.10 abgefragt wird, dagegen
bereits in wenigstens einem Bereich erfüllt gewesen,
verzweigt das Programm über Schritt S5.11 zu einer zweiten
Adaptionsstufe im Schritt S5.14, in dem die weiteren
Korrekturwerte K bereichsspezifisch übernommen werden. Diese
Adaptionsstufe kann daher auch als Feinadaption bezeichnet
werden, in der bereichsspezifische Unregelmäßigkeiten
gelernt werden. Die Bereiche müssen nicht die ganze
Last/Drehzahlebene ausfüllen, sondern können beispielsweise,
wie in der Fig. 6 dargestellt ist, verteilt sein. Danach
geht es in der Last/Drehzahlebene drei Bereiche bzw. Klassen
von Bereichen. Die mit a gekennzeichneten Bereiche zeichnen
sich dadurch aus, daß sie relativ häufig im Betrieb des
Motors angefahren werden und daß sie im Hinblick auf die
Aussetzererkennung vergleichsweise unkritisch sind.
Letzteres bedeutet, daß in ihnen beispielsweise nur
vergleichsweise kleine Störungen durch Torsionsschwingungen
und so weiter zu erwarten sind. Mit anderen Worten:
In diesen Bereichen muß nur wenig adaptiert werden und die
Adaption kann wegen des häufigen Anfahrens schnell erfolgen.
Die mit b gekennzeichneten Bereiche zeichnen sich dadurch
aus, daß Adaptionswerte aus den in diesen Bereichen erfaßten
Segmentzeiten gebildet werden. Der übrige Bereiche c ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte für die dort
erfaßten Segmentzeiten durch Interpolation auf der Basis von
Adaptionswerten aus benachbarten Bereichen a und/oder b
gewonnen werden. Mit anderen Worten: Dort werden
Korrekturwerte auf der Basis von Korrekturwerten aus anderen
Betriebsbereichen verwendet.
Die zweistufige Adaption vollzieht sich in diesem Beispiel
nach folgender Strategie:
In der ersten Stufe werden die Adaptionswerte aus einem Bereich a, in dem die Adaption als erstes eingeschwungen ist, in allen anderen Bereichen übernommen wobei sie gegebenenfalls noch hinsichtlich ihrer vorbekannten Drehzahlabhängigkeit korrigiert werden. Die Bereiche a können daher auch als bezüglich der Adaption dominant bezeichnet werden. Ein Bsp. für einen Bereich a kann der Schiebebetrieb im ganzen Drehzahlspektrum oder auch in einem Teilintervall oder mehreren Teilintervallen des Drehzahlspektrums sein. Als Schiebebetrieb gilt dabei bspw. der Betrieb mit geschlossener Drosselklappe oder auch ein Betrieb unterhalb einer vorbestimmten Lastschwelle, die konstant oder auch drehzahlabhängig sein kann. Ein Maß für die Last ist bspw. ein zur Zylinderfüllung proportional berechnetes Kraftstoff-Grundzumeßsignal t1, das als auf den Hub der Brennkraftmaschine normierte Ansaugluftmenge Q als t1=Q/n mit n = Drehzahl gebildet werden kann. Die Verwendung des Schiebebetriebs als Bereich a ist im Hinblick auf die gewünschte Schnelligkeit der Anpassung vorteilhaft. In einer zweiten Stufe werden für die übrigen Bereiche a und b bereits individuelle Adaptions- bzw. Korrekturwerte gebildet. Zusätzlich kann parallel zur zweistufigen Adaption wird die Empfindlichkeit der Aussetzererkennung eingestellt. Solange die erste Adaptionsstufe noch nicht abgeschlossen ist, wird ein vergleichsweise großer Laufunruhereferenzwert LUR verwendet, was einer vergleichsweise unempfindlichen Aussetzererkennung entspricht. Sobald die erste Adaptionsstufe abgeschlossen ist, wird durch Verwendung kleinerer Schwellwerte auf eine vergleichsweise empfindlichere Aussetzererkennung umgeschaltet.
In der ersten Stufe werden die Adaptionswerte aus einem Bereich a, in dem die Adaption als erstes eingeschwungen ist, in allen anderen Bereichen übernommen wobei sie gegebenenfalls noch hinsichtlich ihrer vorbekannten Drehzahlabhängigkeit korrigiert werden. Die Bereiche a können daher auch als bezüglich der Adaption dominant bezeichnet werden. Ein Bsp. für einen Bereich a kann der Schiebebetrieb im ganzen Drehzahlspektrum oder auch in einem Teilintervall oder mehreren Teilintervallen des Drehzahlspektrums sein. Als Schiebebetrieb gilt dabei bspw. der Betrieb mit geschlossener Drosselklappe oder auch ein Betrieb unterhalb einer vorbestimmten Lastschwelle, die konstant oder auch drehzahlabhängig sein kann. Ein Maß für die Last ist bspw. ein zur Zylinderfüllung proportional berechnetes Kraftstoff-Grundzumeßsignal t1, das als auf den Hub der Brennkraftmaschine normierte Ansaugluftmenge Q als t1=Q/n mit n = Drehzahl gebildet werden kann. Die Verwendung des Schiebebetriebs als Bereich a ist im Hinblick auf die gewünschte Schnelligkeit der Anpassung vorteilhaft. In einer zweiten Stufe werden für die übrigen Bereiche a und b bereits individuelle Adaptions- bzw. Korrekturwerte gebildet. Zusätzlich kann parallel zur zweistufigen Adaption wird die Empfindlichkeit der Aussetzererkennung eingestellt. Solange die erste Adaptionsstufe noch nicht abgeschlossen ist, wird ein vergleichsweise großer Laufunruhereferenzwert LUR verwendet, was einer vergleichsweise unempfindlichen Aussetzererkennung entspricht. Sobald die erste Adaptionsstufe abgeschlossen ist, wird durch Verwendung kleinerer Schwellwerte auf eine vergleichsweise empfindlichere Aussetzererkennung umgeschaltet.
In einem Ausführungsbeispiel können die Korrekturwerte nicht
nur zylinderindividuell und Last/Drehzahl-abhängig, sondern
auch abhängig von der Motortemperatur gebildet werden.
Außerdem kann eine Plausibilitätsprüfung erfolgen, wobei
segmentspezifische und zylinderspezifische Anteile
verschiedener Last/Drehzahl-Bereiche miteinander verglichen
werden und unplausible abweichende Korrekturwerte nicht
berücksichtigt werden. Abhängig vom Motortyp gibt es
bestimmte Intervalle plausibler Korrekturwerte, die im
aussetzerfreien Betrieb eingehalten werden. Als Beispiel
einer Plausibilitätsprüfung kann das Einhalten dieser
Bereiche überwacht werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Adaption bzw.
die Bildung der Korrekturwerte nach der Erkennung von
Aussetzern gestoppt werden. Sie wird wieder aktiviert, wenn
anschließend wenigstens ein bestimmter Last/Drehzahlbereich
(Heilbereich) ohne das Auftreten von Aussetzern angefahren
wurde. Diese Vorgehensweise verhindert, daß die Wirkung von
Aussetzern als Störung gelernt wird, was letztlich dazu
führen könnte, daß Aussetzer nicht mehr erkannt werden.
Im Rahmen der Fig. 5 kann das Stoppen der
Korrekturwertbildung bspw. durch das Setzen eines
Aussetzerflags im Schritt S5.7 initiiert werden. Zwischen
den Schritten S5.1 und S5.9 kann durch eine Abfrage
festgestellt werden, ob das Flag gesetzt ist. Bei gesetztem
Flag unterbleibt die Ausführung der mit dem Schritt S5.9
beginnenden Schrittfolge im rechten Zweig der Fig. 5. Mit
anderen Worten: Beim Auftreten von Aussetzern wird die
Korrekturwertbildung gestoppt.
Nach dem Stoppen wird die Korrekturwertbildung wieder
aktiviert, wenn wenigstens ein bestimmter
Last/Drehzahlbereich (Heilbereich) ohne das Auftreten von
Aussetzern angefahren wurde. Im Ausführungsbsp. der Fig. 5
kann dazu nach der verneinten Abfrage des Schrittes S5.6
abgefragt werden, ob die aktuellen Werte von Last und
Drehzahl in einem Heilbereich liegen. Beim Bejahen dieser
Abfrage wird das im Schritt 55.7 gesetzte Flag wieder
zurückgesetzt. Alternativ dazu kann das ggf. gesetzte Flag
nach dem aussetzerfreien Anfahren nicht nur eines sondern
mehrerer Heilbereiche zurückgesetzt werden.
Claims (12)
1. Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern bei
mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen auf der Basis eines
ersten Signals, in dem sich Ungleichförmigkeiten in der
Drehbewegung der Kurbelwelle abbilden, wobei aus
systematisch im aussetzerfreien Betrieb auftretenden
Ungleichförmigkeiten Korrekturwerte so gebildet und mit dem
ersten Signal zu einem zweiten Signal verknüpft werden, daß
die genannten Ungleichförmigkeiten das zweite Signal weniger
stark beeinflussen als das erste Signal und wobei ein
Aussetzer durch das Passieren eines Referenzwertes durch das
zweite Signal erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
genannten Korrekturwerte vor der Verknüpfung zylinder
individuell und Last/Drehzahl-bereichsspezifisch gebildet
und sukzessiv verändert werden, bis eine vorbestimmte
Bedingung erfüllt ist und daß der Korrekturwert des ersten
Last/Drehzahl-Bereiches, in dem die vorbestimmte Bedingung
erfüllt ist, auch so lange in den anderen Bereichen mit dem
ersten Signal verknüpft wird, bis die Bedingung auch dort
erfüllt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Signal auf der Basis von Segmentzeiten gebildet
wird, wobei eine Segmentzeit derjenigen Zeit entspricht, in
der die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ein als
vorgegebenen Drehwinkelbereich definiertes Segment
überstreicht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Ungleichförmigkeiten im ersten Signal als Abweichungen der
zylinderindividuell erfaßten Segmentzeiten von einer
Referenzsegmentzeit definiert sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die ggf. weiterverarbeiteten Abweichungen tiefpaßgefiltert
werden und das die vorgegebene Bedingung dann als erfüllt
gilt, wenn sich Eingangs- und Ausgangsgröße der
Tiefpaßfilterung um weniger als einen vorbestimmten Betrag
voneinander unterscheiden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Referenzwert zusätzlich davon abhängig ist, ob die
vorbestimmte Bedingung in wenigstens einem Bereich erfüllt
ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abhängigkeit des Referenzwerts derart ausgestaltet ist,
daß die Aussetzererkennung vergleichsweise unempfindlich
ist, wenn die vorbestimmte Bedingung noch nicht in
wenigstens einem Bereich erfüllt ist und andernfalls
vergleichsweise empfindlich ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Korrekturwert eines gewählten Bereiches, in dem die
vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, auch in anderen
Betriebsbereichen verwendet wird, in denen keine Adaption
erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrekturwerte nicht nur zylinderindividuell und
Last/Drehzahl-abhängig, sondern auch abhängig von der
Motortemperatur gebildet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Plausibilitätsprüfung der Korrekturwerte erfolgt, wobei
segmentspezifische und zylinderspezifische Anteile
verschiedener Last/Drehzahl-Bereiche miteinander verglichen
werden und daß dann, wenn unplausible Abweichungen
auftreten, die abweichenden Korrekturwerte nicht
berücksichtigt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß nach der Erkennung von Aussetzern die
Korrekturwertbildung gestoppt wird und erst wieder aktiviert
wird, wenn wenigstens ein bestimmter Last/Drehzahlbereich
(Heilbereich) ohne das Auftreten von Aussetzern angefahren
wurde.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der ein Last/Drehzahlbereich oder mehrere
Last/Drehzahlbereiche dem Schiebebetrieb im ganzen
Drehzahlspektrum oder auch in einem oder mehreren
Teilintervallen des Drehzahlspektrums entspricht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Betrieb mit geschlossener Drosselklappe oder auch ein
Betrieb unterhalb einer vorbestimmten Lastschwelle, die
konstant oder auch drehzahlabhängig sein kann, als
Schiebebetrieb gilt.
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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DE19603740.9 | 1996-02-02 | ||
DE19627540A DE19627540B4 (de) | 1996-02-02 | 1996-07-09 | Verbrennungsaussetzererkennungsverfahren |
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Publication Number | Publication Date |
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