DE19957731C2 - Verfahren zum Erkennen von Fehlern bei Doppelfunken-Zündspulen für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Verfahren zum Erkennen von Fehlern bei Doppelfunken-Zündspulen für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fehlern
bei Doppelfunken-Zündspulen für Brennkraftmaschinen gemäß den
Merkmalen des Patentanspruches 1.
Zur Zündung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Zylinder einer
Brennkraftmaschine werden zunehmend vollelektronische Zünd
systeme verwendet, die beispielsweise Einzelfunken-Zündspulen
oder Zweifunken-Zündspulen aufweisen. Bei einer Anlage mit
Einzelfunken-Zündspulen ist jedem Zylinder eine Zündspule und
eine Zündungsendstufe zugeordnet, die entsprechend der Zünd
folge von einem Zündsteuergerät angesteuert wird. Bei einer
Anlage mit Zweifunken-Zündspulen (Doppelfunken-Zündspulen)
ist je eine Zündspule und eine Zündungsendstufe jeweils zwei
Zylindern zugeordnet. Die Enden der Sekundärwicklung sind an
jeweils eine Zündkerze in unterschiedlichen Zylindern ange
schlossen. Die Zylinder sind dabei so gewählt, daß sich im
Kompressionstakt des einen Zylinders der zweite gerade im
Ausstoßtakt befindet. Im Zündzeitpunkt erfolgt an beiden
Zündkerzen ein Funkenüberschlag.
Defekte an der Zündanlage, beispielsweise an den Zündspulen
führen zu Verbrennungsaussetzern, die wiederum einerseits zur
Erhöhung der Emissionsrate von Schadstoffen führen und ander
seits kann dies aufgrund von Nachreaktionen des unverbrannten
Luft-/Kraftstoffgemisches zur Zerstörung des im Abgastrakt
der Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators oder zumin
dest zu einer Beeinträchtigung seiner Konvertierungsfähigkeit
führen.
Es sind deshalb bereits eine Vielzahl von Verfahren bekannt,
die zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern mittels einer
induktiven Geber-/Sensoranordnung die Segmentzeiten messen,
welche die Kurbelwelle während der Arbeitstakte der einzelnen
Zylinder zum Durchlaufen vorgegebener Winkelspannen benötigt.
Anschließend werden aus den Segmentzeiten Laufunruhewerte be
rechnet und diese mit Schwellenwerten verglichen. Bei Über
schreiten der Schwellenwerte wird ein Verbrennungsaussetzer
erkannt (z. B. EP 0 576 705 B1).
Die Laufunruhewerte im Falle von zwei Verbrennungsaussetzern
innerhalb eines Arbeitsspieles der Brennkraftmaschine, d. h.
während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle, insbesondere bei
Ausfall einer Spule einer Doppelfunken-Zündspule verringern
sich gegenüber den Laufunruhewerten bei Ausfall nur eines Zy
linders, beispielsweise hervorgerufen durch ein defektes Ein
spritzventil in dem entsprechenden Zylinder. Die Gefahr von
Nichterkennungen ist besonders dann groß, wenn bei einer
Viertakt-Brennkraftmaschine während zwei Umdrehungen der Kur
belwelle in mehreren Zylindern Verbrennungsaussetzer auftre
ten. Dies sei im folgenden mit dem Begriff "Mehrzylinderaus
setzer" bezeichnet. Um solche Mehrzylinderaussetzer noch zu
erkennen, müssen daher die Schwellenwerte erniedrigt werden.
Bei der Abstimmung der Schwellenwerte für die Aussetzererken
nung verringert sich somit der Sicherheitsabstand zu Fehler
erkennungen, wenn die Schwellenwerte nach den Kriterien zur
Erkennung von Mehrzylinderaussetzern appliziert werden.
Aus der EP 0 632 260 B1 ist ein Verfahren zum Erkennen von
Verbrennungsaussetzern einer Brennkraftmaschine mit mehreren
Zylindern bekannt, bei dem die für jeden Zylinder nach einem
beliebigen Verfahren berechneten Laufunruhewerte jeweils ge
trennt mit einem normal großen Schwellenwert, wie er zur Ein
zelzylinderverbrennungsaussetzererkennung verwendet wird und
einem gegenüber diesem Schwellenwert verminderten Schwellen
wert, wie er zur Mehrzylinderverbrennungsaussetzererkennung
verwendet wird, verglichen wird. Bei Überschreitung der je
weiligen Schwellenwerte werden zugehörige Summenzähler er
höht. Dies geschieht über einen längeren Beobachtungszeitraum,
beispielsweise über 2000 Verbrennungen. Am Ende des Be
obachtungszeitraums wird, sofern die Gesamtsummen einen vor
gebbaren Grenzwert überschreiten, durch Vergleich der einzel
nen Summen festgestellt, ob ein Mehrzylinderaussetzer oder
ein Einzelzylinderaussetzer vorliegt und welcher oder welche
Zylinder von dem oder den Aussetzern betroffen sind.
Dazu werden die Zylinder zu Gruppen erhöhter Aussetzerwahr
scheinlichkeit zusammengefaßt, d. h zu Gruppen, die funktional
zusammengehören, beispielsweise bei einer Bankeinspritzung,
die Zylinder, die von einer gemeinsamen Einspritzvorrichtung
mit Kraftstoff versorgt werden, oder bei einer Doppelfunken-
Zündspule die Zylinder, die von dieser Zündspule mit Zünd
energie versorgt werden. Bei einem Mehrzylinderaussetzer,
d. h. wenn alle Zylinder dieser Gruppe einen Verbrennungsaus
setzer aufweisen, ist die Gesamtsumme der dieser Gruppe zuge
hörigen Verbrennungsaussetzerzähler wesentlich größer als die
Gesamtsumme der Verbrennungsaussetzerzähler bei einer anderen
Zylindergruppe.
Aus der DE 41 18 580 A1 ist ein System zum Erkennen von Mehr
fachaussetzern und zum Zuordnen von Aussetzern zu Zylindern
bei erkannten Mehrfachaussetzern in einem mehrzylindrigen
Verbrennungsmotor bekannt. Dabei werden Laufunruhewerte für
einzelne Zylinder in beliebiger bekannter Weise bestimmt,
dann jedoch mit diesen Laufunruhewerten Summenterme und mit
diesen wiederum Summen gebildet, die mit Schwellwerten ver
glichen werden. Überschreitet mindestens eine Summe den zuge
hörigen Schwellwert, zeigt dies das Vorliegen von Mehrfach
aussetzern an. Sobald Mehrfachaussetzer erkannt sind, werden
die Laufunruheschwellwerte für das Zuordnen von Aussetzern zu
Zylindern erniedrigt. Vorteilhafterweise werden zuvor die
Laufunruhewerte so modifiziert, daß ihre Korrekturterme mög
lichst wenig von den Aussetzern beeinflußt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren an
zugeben, das eine sichere Erkennung von Fehlern bei Doppelfunken-Zündspulen
für Brennkraftmaschinen bei gleichzeitig
reduziertem Risiko von Fehlerkennungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1
gelöst.
Durch Auswerten von Laufunruhewerten derjenigen Zylinder, die
an der selben Doppelfunken-Zündspule angeschlossen sind und
die, die durch Verbrennungsaussetzer in den Zylindern hervor
gerufenen Drehzahlschwankungen der Kurbelwelle beinhalten,
kann auf einfache Weise ein Defekt an der entsprechenden Dop
pelfunken-Zündspulen erkannt werden. Hierzu werden
die Laufunruhewerte derjenigen Zylinder addiert, welche an
der selben Doppelfunken-Zündspule angeschlossen sind und
der Summenwert dieser Laufunruhewerte mit einem Schwellenwert
verglichen. Auf eine defekte Doppelfunken-Zündspule wird ge
schlossen wird, wenn der Schwellenwert überschritten wird.
Um das mögliche Risiko einer Fehldetektion zu verringern, ist
vorgesehen, daß das Ergebnis des Schwellenwertvergleiches ei
ner statistischen Auswertung zugeführt wird. Erst wenn die
statistische Häufigkeit solcher Verbrennungsaussetzer einen
bestimmten Grenzwert überschreitet, wird eine Fehlermeldung
ausgegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit eine sichere Er
kennung von Fehlern an Doppelfunken-Zündspulen bei gleichzei
tig reduziertem Risiko von Fehlerkennungen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zündanlage einer
mit Doppelfunken-Zündspulen ausgestatteten Brennkraft
maschine,
Fig. 2 ein Diagramm, das die Zuordnung der Zylinder zu den
Doppelfunken-Zündspulen zeigt und
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemä
ßen Verfahrens.
Die Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung eine
zwei Doppelfunken-Zündspulen DZ1 und DZ2 aufweisende Zündan
lage für eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine 1 mit einer e
lektronischen Steuerungseinrichtung 2. Solche elektronischen
Steuerungseinrichtungen, die in der Regel einen Mikrocomputer
beinhalten und neben der Zündungsregelung und der Kraftstoffeinspritzung
eine Vielzahl weiterer Steuer- und Regelaufgaben
übernehmen, sind an sich bekannt, so daß im folgenden nur auf
den im Zusammenhang mit der Erfindung relevanten Aufbau und
dessen Funktion eingegangen wird. Der Steuerungseinrichtung 2
werden die Signale der verschiedensten Sensoren zur weiteren
Verarbeitung zugeführt. Insbesondere sind dies die Drehzahl N
der Brennkraftmaschine 1, sowie ein die Last der Brennkraft
maschine repräsentierender Parameter, beispielsweise die an
gesaugte Luftmasse LM oder der Saugrohrdruck, sowie die Tem
peratur T des Kühlmittels. Der Steuerungseinrichtung 2 ist
eine Speichereinrichtung 7 zugeordnet, in der verschiedene
Kennfelder und Schwellenwerte abgespeichert sind und deren
Bedeutung später anhand der Beschreibung der Fig. 2 näher
erläutert wird.
Der Mikrocomputer in der Steuerungseinrichtung 2 berechnet
u. a. aus den Eingangsgrößen Drehzahl, Last und verschiedenen
Korrekturgrößen einen Zündwinkel und aus den jeweiligen Be
triebsdaten der Brennkraftmaschine den notwendigen Schließ
winkel. Mit diesen Signalen werden zwei Zündungsendstufen
ZE1, ZE2 angesteuert. Die Zündungsendstufe ZE1 ist mit einem
Anschluß der Primärwicklung 3 der ersten Doppelfunken-
Zündspule DZ1, die Zündungsendstufe ZE2 ist mit einem
Anschluß der Primärwicklung 4 der zweiten Doppelfunken-
Zündspule DZ2 verbunden. Die jeweils anderen Anschlüsse der
Primärwicklungen 3, 4 sind mit der Betriebsspannung UB (Klem
me 15) verbunden. Die beiden Zündungsendstufen ZE1, ZE2 kön
nen auch in die elektronische Steuerungseinrichtung 2 integ
riert sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Regelung
der Zündung betreffenden Komponenten und Programmteile, sowie
die Zündungsendstufen in einem separaten Zündsteuergerät un
terzubringen, das mit der elektronischen Steuerungseinrich
tung in elektrischer Verbindung steht, beispielsweise über
ein Bussystem.
Die erste Doppelfunken-Zündspule DZ1 weist eine Sekundärwick
lung 5 auf, an deren jeweiligem Ende je eine Zündkerze eines
Zylinders angeschlossen ist. Die Zylinder sind so gewählt,
daß sich im Kompressionstakt des einen Zylinders der zweite
gerade im Ausstoßtakt befindet. Die Sekundärwicklung 5 der
Doppelfunken-Zündspule DZ1 liefert in diesem Ausführungsbei
spiel die Zündenergie für die Zündkerzen des Zylinders ZYL1
und Zyl4. Die zweite Doppelfunken-Zündspule DZ2 weist eine
Sekundärwicklung 6, an deren Ende die Zündkerzen für die Zy
linder ZYL2 und Zyl3 angeschlossen sind.
Bei diesem Beispiel der 4-Zylinder-Brennkraftmaschine ist so
mit zu erkennen, daß immer die Zylinder ZYL1 und ZYL4 sowie
die Zylinder Zyl2 und Zyl3 gleichzeitig zünden. In der Fig.
2 ist dieser Zusammenhang grafisch dargestellt, wobei mit n
eine Laufvariable bezeichnet ist.
Fig. 3 zeigt schematisch den Verfahrensablauf des erfin
dungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der oben erwähnten 4-
Zylinder-Brennkraftmaschine.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden Laufunruhewerte
für zwei zusammengehörige Zylinder nach einem beliebigen, be
kannten Verfahren, wie es z. B. in der EP 0 576 705 B1 angege
ben ist, berechnet. In diesem Beispiel werden die Laufunruhe
werte LUn, LUn-2 für die Zylinder Zyl1 und Zyl4 (Fig. 2) be
rechnet, die beide an die Doppelfunken-Zündspule DZ1 ange
schlossen sind. Anschließend werden die so berechneten Lau
funruhewerte LUn, LUn-2 in einem Verfahrensschritt S2 zu ei
nem Laufunruhewert LU_M für Mehrzylinderaussetzererkennung
addiert. In einem Verfahrensschritt S3 wird der Laufunruhe
wert LU_M mit einem Schwellenwert SW verglichen. Der Schwel
lenwert SW wird abhängig von der Last LM und der Drehzahl N
der Brennkraftmaschine 1 experimentell auf dem Prüfstand
und/oder durch Fahrversuche ermittelt und ist in einem Kenn
feld KF in der Speichereinrichtung 7 abgelegt. Bei Brenn
kraftmaschinen, die eine drehmomentenbasierende Steuerungs
einrichtung 2 aufweisen, ist der Schwellenwert SW anhängig
vom Drehmoment und der Drehzahl abgelegt.
Des Weiteren wird zur Bestimmung des Schwellenwertes SW die
Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine zu einem Zeit
punkt herangezogen, der genau zwischen den Zündzeitpunkten
der beiden zu untersuchenden Zylindern liegt. Werden also ge
mäß oben genanntem Beispiel die Laufunruhewerte LUn, LUn-2
für die Zylinder Zyl1 und Zyl4 berechnet, so werden bei der
angegebenen Zündfolge 1-3-4-2 die Drehzahl Nn-1 und die Last
größe LMn-1 zum Zeitpunkt herangezogen, bei dem Zylinder Zyl2
zündet (Fig. 2).
Ergibt die Abfrage im Verfahrensschritt S3, daß der Laufunru
hewert LU_M für Mehrzylinderaussetzererkennung kleiner ist
als der Schwellenwert SW, so wird zum Verfahrensanfang (Ver
fahrensschritt S1) verzweigt und die Überprüfung wird wieder
holt. Liefert die Abfrage im Verfahrensschritt S3 ein positi
ves Ergebnis, ist also der Laufunruhewert LU_M für Mehrzylin
deraussetzererkennung größer als der Schwellenwert (SW), wird
dieses Ergebnis einer statistischen Auswertung (Verfahrens
schritt S4) zugeführt. Erst wenn die statistische Häufigkeit
einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird die entspre
chende Doppelfunken-Zündspule, im Ausführungsbeispiel die
Doppelfunken-Zündspule DZ1 als defekt eingestuft und ein Feh
lermeldesignal, beispielsweise ein optisches Signal am Arma
turenbrett des mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten
Fahrzeuges ausgegeben (Verfahrensschritt S5).
Claims (4)
1. Verfahren zum Erkennen von Fehlern bei Doppelfunken-
Zündspulen für Brennkraftmaschinen, bei dem
eine Doppelfunken-Zündspule (DZ1; DZ2) jeweils zwei Zylindern (Zyl1, Zyl4; Zyl2, Zyl3) zugeordnet ist,
Laufunruhewerte (LU), welche die durch Verbrennungsaussetzer in den Zylindern (Zyl1-Zyl4) hervorgerufenen Drehzahlschwan kungen der Kurbelwelle beinhalten, zylinderindividuell be rechnet werden,
die Laufunruhewerte (LU) derjenigen Zylinder (Zyl1, Zyl4; Zyl2, Zyl3) addiert werden, welche an der selben Doppelfunken-Zündspule (DZ1; DZ2) angeschlossen sind,
der Summenwert (LU_M) dieser Laufunruhewerte (LU_M) mit ei nem Schwellenwert (SW) verglichen wird und auf eine defekte Doppelfunken-Zündspule (DZ1; DZ2) geschlossen wird, wenn die Anzahl der Schwellenwertüberschreitungen einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
eine Doppelfunken-Zündspule (DZ1; DZ2) jeweils zwei Zylindern (Zyl1, Zyl4; Zyl2, Zyl3) zugeordnet ist,
Laufunruhewerte (LU), welche die durch Verbrennungsaussetzer in den Zylindern (Zyl1-Zyl4) hervorgerufenen Drehzahlschwan kungen der Kurbelwelle beinhalten, zylinderindividuell be rechnet werden,
die Laufunruhewerte (LU) derjenigen Zylinder (Zyl1, Zyl4; Zyl2, Zyl3) addiert werden, welche an der selben Doppelfunken-Zündspule (DZ1; DZ2) angeschlossen sind,
der Summenwert (LU_M) dieser Laufunruhewerte (LU_M) mit ei nem Schwellenwert (SW) verglichen wird und auf eine defekte Doppelfunken-Zündspule (DZ1; DZ2) geschlossen wird, wenn die Anzahl der Schwellenwertüberschreitungen einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwellenwert (SW) experimentell ermittelt wird und abhängig
von der Drehzahl (N) und einer Lastgröße (LM) der Brennkraft
maschine in einem Kennfeld (KF) einer Speichereinrichtung (7)
abgelegt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwellenwert (SW) experimentell ermittelt wird und abhängig
von der Drehzahl (N) und dem Drehmoment der Brennkraftmaschi
ne in einem Kennfeld (KF) einer Speichereinrichtung (7) abge
legt ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Schwellenwertes (SW)
die Drehzahl (N) und die Last (LM) der Brennkraftmaschine (1)
zu einem Zeitpunkt herangezogen wird, der genau zwischen den
Zündzeitpunkten der beiden zu untersuchenden Zylindern liegt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999157731 DE19957731C2 (de) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | Verfahren zum Erkennen von Fehlern bei Doppelfunken-Zündspulen für Brennkraftmaschinen |
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DE1999157731 DE19957731C2 (de) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | Verfahren zum Erkennen von Fehlern bei Doppelfunken-Zündspulen für Brennkraftmaschinen |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19957731C2 (de) |
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1999
- 1999-12-01 DE DE1999157731 patent/DE19957731C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE19957731A1 (de) | 2001-06-28 |
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Effective date: 20140701 |