DE19739085A1 - Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verbrennung im Brennraum einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verbrennung im Brennraum einer Brennkraftmaschine

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Regelung der Verbrennung im Brennraum einer Brennkraftmaschine, wie es bereits aus der DE 43 41 796 A1 bekannt ist. Bei diesem bekannten Verfahren ist in jedem Brennraum der Brennkraftmaschine ein Drucksensor angeordnet, so daß der Druck im Brennraum in einem vorgebbaren Zeitabschnitt erfaßt werden kann. Die Druckwerte während des Kompressionshubes werden dabei bis zum Erreichen eines vorgebbaren Kurbelwinkels gespeichert und nach dem Passieren des vorgebbaren Kurbelwinkel spiegelbildlich in gleichen Zeitabschnitten wieder ausgegeben, so daß die Differenz zwischen dem weiterhin erfaßten Druckwerten während der Verbrennung und den ausgegebenen Druckwerten während des Kompressionshubes gebildet werden kann. Das Integral der ermittelten Differenz und der zugehörige Kurbelwinkel, an dem ein vorgebbarer Flächenanteil des Integrals erreicht ist, bildet die Grundlagen für die Ermittelung der Abweichung eines ermittelten Kurbelwinkels von einem vorgebbaren Soll-Kurbelwinkel, so daß aufgrund der ermittelten Abweichung im Steuergerät die Verbrennungslage geregelt werden kann.
Es sind weiterhin Verfahren bekannt, bei welchen Zünderkennen des jeweiligen Arbeitstaktes ein Drucksensor im Brennraum angeordnet ist, und beim Überschreiten eines Schwellwertes durch die Sensorsignale darauf beschlossen wird, daß sich der betreffende Zylinder in seinem Verbrennungstakt befindet. Weiterhin ist es bekannt, zum Erkennen des jeweiligen Arbeitstaktes einen Klopfsensor vorzusehen, dessen Signal ebenfalls mit einem Schwellwert verglichen wird und beim Überschreiten des Schwellenwertes daraus geschlossen wird, daß sich der betreffende Zylinder in seinem Arbeitstakt befindet.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruch hat gegenüber dem Bekannten den Vorteil, daß kein Drucksensor im Brennraum vorzusehen ist, wodurch zusätzliche Bohrungen im Zylinderkopf vermieden werden können. Desweiteren können durch die Rekonstruktion des Brennraumdruckverlaufes aus dem Signal des Klopfsensors verschiedenen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ohne zusätzliche Sensoren erfaßt werden. Bei diesem Verfahren können somit die bereits vorhandenen Sensoren für die Regelung verschiedener Parameter verwendet werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahren möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß anhand des rekonstruierten Brennraumdruckverlaufes eine Laufunruheerkennung, sowie eine Aussetzererkennung, eine Ermittlung der Verbrennungslage und eine Bestimmung der Phasenlage möglich ist. Damit muß von konstruktiver Seite keine Veränderung vorgenommen werden, sondern es kann lediglich durch eine entsprechende Anpassung des Programmablaufes im Steuergerät vorgesehen werden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Auswerteeinheit mit Steuereinheit für Brennkraftmaschinen und
Fig. 2 die prinzipiellen Verfahrensschritte zur Verarbeitung der Signale der Klopfsensoren.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Zündanlage mit Klopfsensoren und Auswerteeinheit. Bei der dargestellten Vorrichtung sind vier Klopfsensoren 11 bis 12 jeweils einem einzelnen hier nicht dargestellten Zylindern zugeordnet. Das von jedem Klopfsensor 11 bis 14 erfaßten Klopfsignal KS wird einer nachgeordneten Auswerteeinheit 15 zugeführt. Der Auswerteeinheit 15 ist außerdem das Kurbelwellensignal KW zugeführt. In der Auswerteeinheit 15 wird nun das zylinderindividuellen Klopfsensorsignal mittels entsprechender Auswerteverfahren konditioniert und so aus dem gemessenen akustischen Signal der Brennraumdruckverlauf dieser Zylinders rekonstruiert. Aus dem rekonstruierten Brennraumdruckverlauf wird dann beispielsweise die Verbrennungslage, wie es bereits aus der DE 43 41 796 A1 bekannt ist, ermittelt. Desweiteren kann anhand des rekonstruierten Brennraumverlauf s und über den Vergleich mit einem Schwellwert die Phasenlage, wie es bereits ausführlich in der DE 40 02 228 A1 beschrieben ist, ermittelt werden. Letztendlich ist es möglich anhand des Brennraumdruckverlaufes in der Auswerteeinheit eine Aussetzererkennung und eine Laufunruheüberwachung vorzusehen. Die so ermittelten Größen für Phasenlage, Laufunruhe, Aussetzererkennung und Verbrennungslage werden dann als Stellgrößen 16 an ein Steuergerät 17 ausgegeben, so daß in dem Steuergerät 17 anhand der gelieferten Stellgrößen 16 und weiterer Eingangsgrößen 18, die von hier nicht dargestellten Sensoren ermittelt werden, die verschiedenen Steuergrößen beispielsweise für die Zündung bestimmt.
Fig. 2 zeigt im Überblick die einzelnen Verfahrensschritte. So wird im ersten Arbeitsschritt 20 das Klopfsignal KS zylinderindividuell erfaßt und zum einen an den Arbeitsschritt 21 weitergeleitet, in welchem aus dem Klopfsignal KS der Brennraumdruckverlauf für diesen Zylinder rekonstruiert wird. Parallel dazu wird das Klopfsignal in einem Arbeitsschritt 22 auf möglicherweise aufgetretenes Klopfen KL bei der Verbrennung untersucht. Nach den im Arbeitsschritt 21 der Brennraumdruckverlauf rekonstruiert wurde, kann anschließend in verschiedenen einander parallel zugeordneten Arbeitsschritten, entweder wahlweise für einen oder für alle Arbeitsschritte eine Auswertung vorgenommen werden. Hierbei wird in einem Arbeitsschritt 23 das Phasensignal, in einem Arbeitsschritt 24 die Laufunruhe, in einem Arbeitsschritt 25 Verbrennungsaussetzer und in einem Arbeitsschritt 26 die Verbrennungslage ermittelt. Die Ausgänge dieser Arbeitsschritte 23 bis 26, sowie der Ausgang der Klopferkennungsschaltung 22 sind dann zur Steuerung und Regelung der darauffolgenden Verbrennung an einen Arbeitsschritt 27 geführt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verbrennung im Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei mindestens ein Klopfsensor ein zylinderindividuelles Klopfsignal für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine erfaßt, wobei das so erfaßte Klopfsignal einer Auswerteschaltung zugeführt wird, welche aus dem erfaßten Klopfsignal den Brennraumdruckverlauf rekonstruiert, und wobei dieser rekonstruierte Brennraumdruckverlauf für die Steuerung und Regelung der nächsten Verbrennung in diesem Zylinder ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadrurch gekennzeichnet, daß der rekonstruierte Brennraumdruckverlauf auf Phasenlage ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rekonstruierte Brennraumdruckverlauf für die Laufunruhe ausgewertet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rekonstruierte Brennraumdruckverlauf für die Aussetzererkennung ausgewertet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rekonstruierte Brennraumdruckverlauf für die Ermittelung der Verbrennungslage ausgewertet wird.
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