DE3934338A1

DE3934338A1 - Verfahren zur aussetzererkennung bei ottomotoren

Info

Publication number: DE3934338A1
Application number: DE3934338A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1989-10-14
Publication date: 1991-04-18

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Wenn in einem Ottomotor Verbrennungsaussetzer passieren, wird der Katalysator dadurch zerstört. Um Schutzmaßnahmen einleiten zu können, müssen die Verbrennungsaussetzer zunächst sicher und rasch erkannt werden. Solche Verbrennungsaussetzer können beispielsweise durch eine Kabelunterbrechung oder durch eine defekte Zündkerze passieren.

Dazu gibt es bereits verschiedene Erkennungsverfahren, die beispielsweise galvanisch oder induktiv oder kapazitiv feststellen, ob die Zündkerze den zur Zündung erforderlichen Hochspannungsimpuls bekommen hat. Nachteilhaft hierbei ist beispielsweise der Isolationsaufwand vor gefährlicher Hochspannung. Es ist auch schwierig, anhand des Spannungsverlaufs zu entscheiden, ob der Zündfunke nun innerhalb oder außerhalb des Verbrennungsraumes übergeschlagen hat. Im letzteren Fall führt die Methode zu falschen Schlüssen, denn das Vorhandensein eines Zündfunkens bedeutet nicht, daß die Verbrennung korrekt abgelaufen ist. Es gibt auch die Methode, die Laufunruhe, d. h. die momentanen Drehzahlschwankungen mittels eines Drehzahlfühlers aufzunehmen und per Mikrokomputer eine Schwankung über dem Mittelwert auszurechnen. Bei einem Drehzahlabfall immer an der gleichen Kurbelwellenstellung wird der entsprechende Zylinder auf Verbrennungsaussetzer verdächtig.

Die Methode funktioniert wohl befriedigend, hat jedoch die Unzulänglichkeit, daß die Drehzahlschwankungen insbesondere bei Motoren mit hoher Zylinderzahl und im unteren Teillastbereich nicht sehr deutlich erkennbar sind. Das erfordert eine Beobachtung und statistische Drehzahlauswertung über eine größere Anzahl von Verbrennungen. Solche Drehzahlschwankungen sind natürlich auch möglich durch Lastschwankungen wie sie beispielsweise beim Schleppen eines Wohnwagenanhängers oder bei Glatteis passieren. Wenn als Maßnahme zum Schutz des Katalysators beispielsweise die Einspritzung für einen Zylinder abgeschaltet wird, ist das eine drastische Maßnahme - und ein Irrtum wäre peinlich, da sie zu unnötigem Leistungsverlust und zu zusätzlicher Laufunruhe führt.

Zweck und Vorteil der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erkennung von Zündaussetzern zu schaffen, bei dem sowohl für einen verdächtigten Zylinder als auch bei einem in der Zündfolge benachbarten Zylinder die Zündung für eine kurze Diagnosezeit abgeschaltet werden, um größere Momentandrehzahlschwankungen zu erhalten, die besser detektierbar sind. Die Erfindung hat den Zweck, durch unabhängige Softwaremaßnahmen redundante Zusatzinformation zu gewinnen, die den Verdacht auf Verbrennungsaussetzer eines Zylinders bestätigen oder widerlegen. Dadurch wird die Entscheidung schneller und sicherer. Da in vielen Motoren Drehzahlmesser und Klopfsensoren ohnehin vorhanden sind, ist kein zusätzlicher Sensor und keine zusätzliche Verkabelung nötig. Es werden lediglich die Zündparameter und/oder die Einspritzparameter verstellt, wie im folgenden beschrieben wird.

Der Vorteil der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs liegt darin, daß Aussetzer schneller und sicherer erkannt werden als mit herkömmlichen Methoden allein. Dies erhöht die Lebensdauer des Katalysators bzw. vermindert Fehldiagnosen und falsche Maßnahmen, die die Laufruhe stören und Leistung/Wirkungsgrad herabsetzen würden.

Durch die Kombination des Erfindungsgedankens mit herkömmlichen Verfahren sind auch die immer strenger werdenden Bestimmungen zur Abgasverbesserung und des Umweltschutzes problemloser einzuhalten.

Beschreibung

Eine erfindungsgemäße Verfahrensvariante findet die Verbrennungs aussetzer über den Klopfsensor. Wenn die Software, die das gesamte Motormanagement bewerkstelligt, für den ohnehin schon durch ein anderes Erkennungsverfahren verdächtigten Zylinder den Zündwinkel für die folgende Verbrennung nach früh verstellt, soll hierbei ein einmaliges, ungefährliches Klopfen zu einem Test provoziert werden. Wenn der Klopfsensor aber nichts registriert, dann ist das ein zusätzliches Indiz dafür, daß die Zündung keine Verbrennung ausgelöst hat. Die vorgesehene Katalysator-Schutzmaßnahme, künftig zumindest für einige Kurbelwellenumdrehungen die Einspritzung verhindern, ist nun gerechtfertigt, denn die Verbrennungsaussetzer sind durch das unabhängige erfindungsgemäße Verfahren bestätigt worden.

Wenn der Klopfsensor aber ein stärkeres Geräusch (Klopfgeräusch) für den betreffenden Zylinder registriert - dann ist die Gesamtfunktion der Zündanlage nachgewiesen, denn Motorklopfen kann nur auftreten, wenn die Zündkerze die Verbrennung eingeleitet hat. Der Verdacht eines anderen Verfahrens ist widerlegt, und es ist keine Schutzmaßnahme nötig. Dies funktioniert zumindest im oberen Teillastbereich.

Eine weitere Verfahrensvariante wäre, die Zündbedingungen für den verdächtigten Zylinder optimal zu gestalten, und den davor und/oder danach zündenden Zylinder beispielsweise durch Abschaltung (oder Reduzierung der Menge) der Einspritzung oder durch Abschalten der Zündung zu sperren. Für den Fall, daß der unter Verdacht geratene Zylinder tatsächlich nicht zündet, entsteht ein Doppel-Aussetzer.

Solche Doppel-Aussetzer wirken wie gewaltige Unwuchten, jedenfalls dann, wenn die Verbrennungsaussetzer zeitlich direkt aufeinanderfolgen. Sie sind dann leichter detektierbar als einzelne Aussetzer.

Besonders deutlich werden die Drehzahleinbrüche, wenn die Zylinder vor und nach dem verdächtigten Zylinder abgeschaltet werden. Diese Maßnahme empfiehlt sich für die Aussetzererkennung bei Motoren mit hoher Zylinderzahl.

Wenn die erfindungsgemäße Erwartung eines drastischen momentanen Drehzahlabfalls eintritt, dann bestätigt sich der Verdacht (Fig. 1b). Falls die Laufunruhe nicht so gravierend ist, dann bestand der Verdacht wohl zu unrecht (Fig. 1c).

Naheliegend wäre, den unter Verdacht geratenen Zylinder selbst nicht zu zünden, um zu beobachten, ob sich die Drehzahlschwankungen nun noch vergrößern. Das würde aber wieder eine längere Beobachtungszeit über wieder viele Verbrennungszyklen bedingen. Die Schwierigkeit dabei tritt besonders in Beschleunigungsphasen auf. Die erfindungsgemäßen Verfahren machen die Drehzahlschwankungen deutlicher und sind daher schneller. Die Kombination beider Varianten, daß der verdächtigte Zylinder zum Klopfen gereizt wird, und daß durch zusätzliche Zylinderabschaltung eine stärkere Drehzahlschwankung provoziert wird, ist möglich und erhöht die Sicherheit der Aussetzererkennung.

Zeichnung

In Fig. 1 ist dargestellt, wie die Drehzahlschwankungen aussehen, die durch das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durch zusätzliche Zylinderabschaltung bei einem 4-Zylindermotor entstehen.

In Fig. 1a ist dargestellt, wie die Drehzahlschwankungen ohne erfindungsgemäße Maßnahme aussehen. Durch Berechnungen mit herkömmlicher Drehzahlermittlung können die mit Fragezeichen markierten Verbrennungen verdächtigt werden. Dies ist jeweils der Zylinder (2).

In Fig. 1b ist die Vergrößerung der Drehzahlschwankung (größere Amplitude) durch die erfindungsgemäße Abschaltung des Zylinders (1) zu erkennen, der in der Zündfolge vor dem verdächtigten Zylinder (2) liegt. Der nun folgende Drehzahlabfall wird deutlich größer.

Dies geschieht, wenn der Zylinder (2) tatsächlich durch irgendeinen Defekt Verbrennungsaussetzer hat.

In Fig. 1c ist dargestellt, wie sich die erfindungsgemäße Maßnahme der Zylinderabschaltung (1) auswirkt, wenn die folgende Verbrennung (2) doch stattfindet und doch ein normales Drehmoment entfaltet. Die Drehzahl für den Zylinder (2) fällt nicht so stark ab wie in Fig. 1b.

Claims

1. Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern bei Ottomotoren mit elektronischer Zündeinrichtung und einer Kraftstoffeinspritz einrichtung, mit denen die Zündparameter und Einspritzparameter für jeden Zylinder vorgebbar sind und mit einer Drehzahlmeßeinrichtung, in Kombination mit bekannten anderen Aussetzererkennungsmethoden, die bereits einen Verdacht auf Verbrennungsaussetzer liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündparameter und/oder Einspritzparameter bei einem Verdacht auf Verbrennungsaussetzer wenigstens eines Zylinders kurzzeitig verstellt werden, und die Reaktion auf die Momentandrehzahl und/oder auf das Klopfverhalten mittels eines Klopfsensors gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündzeit punkt eines bereits durch ein bekanntes Aussetzererkennungsverfahren unter Verdacht geratenen Zylinders nach früh verstellt wird, um festzustellen, ob sich Motorklopfen provozieren und durch einen Klopfsensor registrieren läßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündungsenergie oder Einspritzmenge für ausgewählte Zylinder reduziert oder gänzlich abgeschaltet wird, und ermittelt wird, ob sich dadurch größere Momentandrehzahlschwankungen ergeben.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder abgeschaltet wird, der in der Zündfolge vor oder nach dem bereits durch ein anderes Aussetzererkennungsverfahren verdächtigten Zylinder liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zylinder mindestens für eine Kurbelwellenumdrehung abgeschaltet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündungsenergie durch Verkürzung der Stromflußzeit durch die Zündspule verringert wird.