DE19809172A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Zylinderzahl - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung der Zylinderzahl einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Ein Verfahren zum automatischen Erkennen der Anzahl der Zylinder einen Kraftfahrzeugmotors ist aus der DE OS 39 33 654 bekannt. Dort wird ausgehend von der Drehzahl der angetriebenen Räder, dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und der Zahl der Einspritz- oder Zündimpulse pro Zeiteinheit die Zylinderzahl ermittelt.

Diese Vorgehensweise kann bei einem Steuergerät, das die Brennkraftmaschine, insbesondere die Kraftstoffeinspritzung, abhängig von der Zylinderzahl gemäß unterschiedlichen Programmen oder unterschiedlichen Vorgehensweisen, steuert nicht eingesetzt werden, da das Verfahren gemäß dem Stand der Technik Einspritzungen und/oder Zündungen erfordert.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zur Erkennung der Zylinderzahl einer Brennkraftmaschine der Eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Zylinderzahl vor der eigentlichen Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann die Zylinderzahl einer Brennkraftmaschine bereits vor der eigentlichen Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine ermittelt werden.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellte Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. l ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 die Drehzahl N über der Zeit t aufgetragen, Fig. 3 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 4 verschiedene Druckwerte über der Zeit t aufgetragen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise und die erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern beschrieben. Die Brennkraftmaschine ist in Fig. 1 mit 100 bezeichnet. Die einzelnen Zylinder sind mit 101, 102, 103 und 104 bezeichnet. Die Brennkraftmaschine 100 weist eine nicht dargestellte Nockenwelle und eine nicht dargestellte Kurbelwelle auf. Vorzugsweise an der Nockenwelle ist ein Geberrad 110 angeordnet, das wenigstens eine Markierung aufweist. Ein Sensor 115 liefert ein Signal S, wenn die Nockenwelle eine bestimmte Stellung einnimmt, d. h. die Markierung sich in der Nähe des Sensors vorbei bewegt.

Auf der Kurbelwelle ist ein Geberrad 120 angeordnet, das eine Vielzahl von Markierungen aufweist. Diese Markierungen werden mit einem Sensor 125 abgetastet, der ein Drehzahlsignal N bereitstellt.

An Stelle des Drehzahlsensors 125 kann auch ein anderer Sensor eingesetzt werden, der ein der Drehzahl entsprechendes Signal liefert. So kann beispielsweise der Ansaugdruck oder der Zylinderdruck ausgewertet werden, dessen Verlauf ebenfalls über der Zeit schwankt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ausgangssignal eines Sensors verwendet wird, der den Kraftstoffdruck, insbesondere den Raildruck bei einem Common-Rail-System auswertet. Beim Start der Brennkraftmaschine erfolgt ein Druckanstieg, dem periodische Schwankungen, die mit der Motorumdrehung korreliert sind, überlagert sind. Durch geeignete Filterung des Drucksignals ergibt sich ein sich mit der Motorumdrehung periodisch änderndes Signal, das entsprechend dem Drehzahlsignal ausgewertet werden kann.

Die Filterung ist vorteilhaft so realisiert, daß ein gemittelter Druckwert PM bestimmt wird, der dem Druckanstieg entspricht. Um diesen gemittelten Wert PM wird das Drucksignal P vermindert. Der sich durch Subtraktion ergebende gefilterte Druckwert PF kann entsprechend dem Drehzahlsignal ausgewertet werden. In Fig. 4 ist der Meßwert P als gestrichelte Linie, der gemittelte Wert PM als strichpunktierte Linie und das gefilterte Signal PF über der Zeit aufgetragen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das ein Signal ausgewertet wird, das ein Signal bereitstellt, das von der Motorumdrehung abhängt.

Die Ausgangssignale S und N der Sensoren 115 und 125 gelangen zu einer Steuereinheit 130. Die Steuereinheit 130 steuert die Leistungsabgabe der Zylinder 101 bis 104. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Zylinder einzeln angesteuert werden können. Dies ist beispielsweise bei einer Dieselbrennkraftmaschine oder bei einer Benzinbrennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System der Fall, bei dem die den Zylindern zugeordneten Injektoren von der Steuereinheit 130 einzeln ansteuerbar sind.

Die Steuereinheit 130 umfaßt unter anderem eine Steuerung 140, eine Zylindererkennung 150 und einen programmierbaren Speicher 160, der auch beim Abschalten seinen Inhalt nicht verliert.

Die Signale der Sensoren 125 und 115 gelangen sowohl zur Steuerung 140 als auch zur Zylindererkennung 150. Die Zylindererkennung ist mit dem Speicher 160 und dieser mit der Steuerung 140 verbunden.

Ausgehend von den Signalen S und N der Sensoren 115 und 125, sowie weiterer Ausgangssignale weiterer Sensoren, die nicht dargestellt sind, berechnet die Steuerung 140 Ansteuersignale zur Beeinflussung der Leistungsabgabe der einzelnen Zylinder bzw. der gesamten Brennkraftmaschine. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, daß bei einer Brennkraftmaschine, die mit einem Common-Rail-System ausgestattet ist, die Ansteuerdauer, der Injektoren der einzelnen Zylinder von der Steuerung 140 vorgegeben werden.

Von der Steuerung 140 können noch weitere Größen zur Ansteuerung von Stellgliedern, wie beispielsweise der Drosselklappe, vorgegeben werden.

Neben Vierzylinder Brennkraftmaschinen werden häufig auch Brennkraftmaschinen mit anderer Zylinderzahl eingesetzt. Bei unterschiedlichen Zylinderzahlen kommen häufig unterschiedliche Steuerprogramme und/oder Steuerverfahren zum Einsatz. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Steuereinheit 130 die Zylinderzahl der Brennkraftmaschine selbsttätig erkennt und das richtige Programm, Steuerverfahren oder Steuerdaten auswählt. Gegebenenfalls werden dann nur entsprechende Ausgänge mit einem Ansteuersignal beaufschlagt.

Hierzu ist vorgesehen, daß die Zylinderauswertung 150 bei und/oder vor der Erstinbetriebnahme des Motors ausgehend von der Drehzahl N und dem Signal S des Sensors 115 die Zylinderzahl bestimmt und in dem Speicher 160 ablegt. Dabei ist der Speicher 160 so ausgebildet, daß er seinen Inhalt bei Abschalten der Brennkraftmaschine nicht verliert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Permanentspeicher, beispielsweise ein EEPROM eingesetzt wird.

Die Ermittlung der Zylinderzahl bei der Erstinbetriebnahme des Motors ist vorteilhaft, da die Erfassung der Zylinderzahl eine gewisse Zeit benötigt, die den Startvorgang verlängern würde.

Besonders vorteilhaft ist es aber, daß das Verfahren auch außerhalb der Inbetriebnahme durchgeführt wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Brennkraftmaschine repariert und/oder Änderungen am Steuergerät vorgenommen wurden.

Üblicherweise ist auf der Nockenwelle ein Geberrad angeordnet, das eine sogenannte Synchronisationsmarke aufweist, die im Sensor 115 ein Synchronimpuls S auslöst. Mittels dieses Signals erkennt die Steuerung in welchen Zylinder einzuspritzen ist. Erfindungsgemäß wird zwischen dem zweimaligen Auftreten dieser Marke auf der Nockenwelle der Verlauf der Drehzahl N gemessen. Diese Messung wird mit einem Drehzahlsignal mit ausreichender Auflösung durchgeführt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Inkrementrad 120 oder 60 Markierungen aufweist.

Durch die Kompression der einzelnen Zylinder ergibt sich ein Drehzahlverlauf, der annähernd sinusförmig ist. Durch Zählen der Maximalwerte der Zylinderdrehzahl wird die Anzahl der Zylinder ermittelt. Alternativ zu den Maximalwerten können auch die Minimalwerte gezählt werden.

Anstelle der Maximalwerte oder der Minimalwerte, bei denen die Drehzahl ihren höchsten oder niedrigsten Momentanwert annimmt und die Änderung der Drehzahl zu null wird, können bei einer Ausgestaltung die Nulldurchgänge des Drehzahlsignals verwendet werden. Aus der Häufigkeit der Nulldurchgänge kann die Zylinderzahl durch Teilen mit dem Faktor 2 bestimmt werden.

Als weitere Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Häufigkeit des Auftretens eines bestimmten Drehzahlwerts erkannt wird. In diesem Fall ist diese Anzahl ebenfalls durch 2 zu dividieren.

Wird dagegen die Häufigkeit des Auftretens eines bestimmten Drehzahlwerts mit dem gleichzeitigen Auftreten eines bestimmten Wertes der Ableitung der Drehzahl gezählt, so kann dieser Wert unmittelbar als Zylinderzahl Verwendung finden.

Erfindungsgemäß wird in bestimmten Betriebszuständen der Verlauf der Drehzahl erfaßt. Ausgehend von der Häufigkeit des Erreichens eines bestimmten Drehzahlwerts zwischen einem zweimaligen Auftretens eines bevorzugten Signals wird die Zylinderzahl der Brennkraftmaschine berechnet.

Das Drehzahlsignal N über der Zeit t ist in Fig. 2 dargestellt. Das Auftreten der Synchronmarke S ist mit einem senkrechten Strich markiert. Zwischen den beiden Synchronmarken, treten bei einer Vierzylinder Brennkraftmaschine 4 Maximalwerten M1, M2, M3 und M4 auf. Dieser Bereich zwischen den zwei Marken S entspricht einem Winkel von 720° Kurbelwellen bzw. 360° Nockenwelle.

In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm der erfindungsgemäßen Vorgehensweise dargestellt. In einem ersten Schritt wird überprüft, ob ein Zähler den Wert 0 annimmt. Dieser Zähler Z gibt an, ob die Zylinderzahl bereits ermittelt wurde. Beinhaltet der Zähler beispielsweise nicht den Wert 0, der anzeigt, daß die Ermittlung noch nicht durchgeführt wurde, so folgt unmittelbar der Schritt 370. Beinhaltet der Zähler den Wert 0, d. h. die Ermittlung der Zylinderzahl wurde noch nicht durchgeführt, so folgt die Abfrage 310.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der Wert 0 im Zähler Z anzeigt, daß die Brennkraftmaschine noch nicht in Betrieb genommen wurde. Nimmt der Zähler Z den Wert 0 an, so zeigt dies an, daß dies der erste Programmdurchlauf ist, bei dem die Zylinderzahl zu ermitteln ist. Die Ermittlung der Zylinderzahl erfolgt bei dieser Ausführungsform einmalig vor oder bei der ersten Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine.

Die Abfrage 310 überprüft, ob eine Synchronmarke aufgetreten ist. Ist dies nicht der Fall, erfolgt erneut die Abfrage 310. Erkennt die Abfrage 310 das Auftreten einer Synchronmarke S, so wird in Schritt 320 der Zähler M auf den Wert 0 gesetzt. Die anschließende Frage 330 überprüft, ob ein Maximum MAX der Drehzahl aufgetreten ist. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 340 der Zähler N um den Wert 1 erhöht. Ist dies dagegen nicht der Fall, oder im Anschluß an Schritt 340, folgt die Abfrage 350.

Die Abfrage 350 überprüft, ob erneut eine Synchronmarke S aufgetreten ist. Ist dies nicht der Fall, so folgt erneut die Abfrage 330. Ist eine weitere Synchronmarke S aufgetreten, so wird in Schritt 360 der Wert des Speichers Z auf 1 gesetzt, der anzeigt, daß die Zylinderzahl ermittelt wurde, gleichzeitig wird der Wert M, der einer Zylinderzahl entspricht, in dem Speicher 160 permanent abgespeichert.

Anschließend wird in Schritt 370 das Steuerprogramm abgearbeitet, das für die Zylinderzahl M benötigt wird.

Beim erneuten Einschalten der Brennkraftmaschine wird automatisch das Steuerprogramm gearbeitet, das für eine Brennkraftmaschine mit M Zylindern benötigt wird.

Während der Ermittlung der Zylinderzahl erfolgt keine Einspritzung von Kraftstoff.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erkennung der Zylinderzahl einer Brennkraftmaschine, wobei in bestimmten Betriebszuständen der Verlauf eines Signal erfaßt wird, das von der Motorumdrehung abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Häufigkeit des Erreichens eines bestimmten Wertes des Signals zwischen einem zweimaligen Auftretens eines bevorzugten Signals die Zylinderzahl der Brennkraftmaschine bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daß dem Verfahren gemäß Anspruch 1 vor oder bei der ersten Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Ermittlung der Zylinderzahl keine Einspritzung von Kraftstoff erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit des Auftretens eines Werts des Signals bei gleichzeitigem Auftreten eines Werts der Ableitung des Signals ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit eines Maximalwerts und/oder eines Minimalwerts des Verlaufs des Signals ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit eines Nulldurchgangs des Signals ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Größe, die Drehzahl der Brennkraftmaschine charakterisiert und/oder ein Kraftstoffdruck als Signal verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Erkennung der Zylinderzahl einer Brennkraftmaschine die in bestimmten Betriebszuständen den Verlauf eines Signal erfaßt, das von der Motorumdrehung abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die ausgehend von einer Häufigkeit des Erreichens eines bestimmten Werts des Signals zwischen einem zweimaligen Auftretens eines bevorzugten Signals die Zylinderzahl der Brennkraftmaschine bestimmt.