DE4020681C2

DE4020681C2 - Device for determining at least one machine parameter in an internal combustion engine

Info

Publication number: DE4020681C2
Application number: DE4020681A
Authority: DE
Inventors: Akira Demizu; Hitoshi Inoue
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2010-06-26
Also published as: KR910001234A; DE4020681A1; KR940006052B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Es sind Vorrichtungen zur Ermittlung von Maschinenparametern bei Mehrzylindermaschinen bekannt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, in der eine Maschine 1, Zylinder (Nr. 1 bis Nr. 4) 2 bis 5, Drucksensoren 6 bis 9 zur Erfassung des Druckes in den jeweiligen Zylindern 2 bis 5, ein Kurbelwinkelsensor 10 zur Erzeugung von Impulsen in Abhängigkeit des Kurbelwinkels der Maschine 1 für die Bestimmung des Zeitpunktes der Druckerfassung und eine Zylinderinnendruck-Meßeinrichtung 11 zum Empfang der Ausgangssignale der Drucksensoren 6 bis 9 und des Kurbelwinkelsensors 10 für die Messung der Drücke in den Zylindern dargestellt sind. Die Meßeinrichtung 11 enthält Schnittstellen 12 bis 15 zur Umwandlung der Ausgangssignale der Drucksensoren 6 bis 9 in Spannungswerte, eine das Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 10 empfangende Zeitgeberschnittstelle 16, Analog/Digital- Wandler 17 bis 20 zur Umwandlung der Ausgangssignale der Schnittstellen 12 bis 15 in Digitalwerte, Speicher 21 bis 24 zum Speichern der von den Analog/Digital- Wandlern 17 bis 20 gelieferten Digitalwerte und eine Datensammel-/Analysestation 25, die die Ausgangssignale der Zeitgeberschnittstelle 16 und der Speicher 21 bis 24 empfängt, Ausgangssignale an die Analog/Digital- Wandler 17 bis 20 und die Speicher 21 bis 24 abgibt, um die Anzahl der Datenproben sowie den Beginn und die Beendigung der Messung zu steuern, und eine Analyse der gemessenen Daten durchführt. Die Datensammel-/Analysestation 25 kann beispielsweise durch einen Personal- Computer gebildet sein und die Meßeinrichtung 11 ist auf dem Markt erhältlich.Devices for determining machine parameters in multi-cylinder machines are known, as shown in FIG. 1, in which a machine 1 , cylinder (No. 1 to No. 4) 2 to 5 , pressure sensors 6 to 9 for detecting the pressure in the respective Cylinders 2 to 5 , a crank angle sensor 10 for generating pulses as a function of the crank angle of the machine 1 for determining the time of pressure detection and a cylinder internal pressure measuring device 11 for receiving the output signals of the pressure sensors 6 to 9 and the crank angle sensor 10 for measuring the pressures are shown in the cylinders. The measuring device 11 contains interfaces 12 to 15 for converting the output signals of the pressure sensors 6 to 9 into voltage values, a timer interface 16 receiving the output signal of the crank angle sensor 10 , analog / digital converter 17 to 20 for converting the output signals of the interfaces 12 to 15 into digital values, Memory 21 to 24 for storing the digital values supplied by the analog / digital converters 17 to 20 and a data collection / analysis station 25 which receives the output signals of the timer interface 16 and the memories 21 to 24 , output signals to the analog / digital converter 17 to 20 and the memory 21 to 24 to control the number of data samples and the start and end of the measurement, and performs an analysis of the measured data. The data collection / analysis station 25 can be formed, for example, by a personal computer and the measuring device 11 is available on the market.

Bei der vorbeschriebenen Vorrichtung erfassen die Drucksensoren 6 bis 9 die Drücke in den Zylindern 2 bis 5 und der Kurbelwinkelsensor 10 erzeugt einen Grundwinkelimpuls für jedes vorbestimmte Intervall (z.B. Intervall von 1° des Kurbelwinkels). Die Ausgangssignale der Drucksensoren 6 bis 9 werden über die Schnittstellen 12 bis 15 und die Analog/Digital-Wandler 17 bis 20 in die Speicher 21 bis 24 eingegeben und in diesen als Digitalwerte gespeichert, und weiterhin der Datensammel-/ Analysestation 25 zugeführt. Das Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 10 wird über die Zeitgeberschnittstelle 16 in die Datensammel-/Analysestation 25 eingegeben. Gemäß diesen Eingaben sammelt die Datensammel-/ Analysestation 25 kontinuierlich Daten bei vorbestimmten Kurbelwinkelintervallen, wobei die Anzahl der Prüfungen durch die Kapazität der Speicher 21 bis 24 bestimmt wird, analysiert die Daten nach Beendigung der Sammlung und liefert Bewertungsgrößen, die die Eigenschaften der Maschine anzeigen, wie Druckänderung im P(R)-Diagramm (Beziehung zwischen dem Druck und dem Kurbelwinkel), im P-V-Diagramm (Beziehung zwischen dem Hubvolumen und dem Druck), den angezeigten mittleren Arbeitsdruck Pi, und so weiter.In the above-described device, the pressure sensors 6 to 9 detect the pressures in the cylinders 2 to 5 and the crank angle sensor 10 generates a basic angle pulse for every predetermined interval (eg interval of 1 ° of the crank angle). The output signals of the pressure sensors 6 to 9 are input via the interfaces 12 to 15 and the analog / digital converters 17 to 20 into the memories 21 to 24 and stored in them as digital values, and are also fed to the data collection / analysis station 25 . The output signal of the crank angle sensor 10 is input into the data collection / analysis station 25 via the timer interface 16 . According to these inputs, the data collection / analysis station 25 continuously collects data at predetermined crank angle intervals, the number of tests being determined by the capacity of the memories 21 to 24 , analyzes the data after completion of the collection and provides evaluation variables which indicate the properties of the machine, such as pressure change in the P (R) diagram (relationship between the pressure and the crank angle), in the PV diagram (relationship between the stroke volume and the pressure), the displayed mean working pressure Pi, and so on.

Bei der vorbeschriebenen bekannten Vorrichtung ist es jedoch im wesentlichen unmöglich, eine Echtzeitmessung durchzuführen, denn die Druckdaten werden kontinuierlich gesammelt und gespeichert und dann für die Bildung der Bewertungsgrößen zur Analyse der Eigenschaften angeordnet. Die bekannte Vorrichtung ist somit beispielsweise nicht geeignet, eine Maschinensteuerung durchzuführen, derart, daß die Maschinenarbeitseigenschaften erfaßt und korrigiert oder modifiziert werden, wenn sie sich verschlechtern. Es bestehen weitere Probleme in der Weise, daß, um die Maschinenleistung zu bewerten, es notwendig ist, eine gewisse Anzahl von Verbrennungszyklen für die Datensammlung vorzusehen, zum Beispiel sind wenigstens 30 Zyklen für einen Beschleunigungstest aus dem Leerlaufzustand von 750 U/min bis 6000 U/min notwendig, und dies erfordert eine Kapazität der Speicher 21 bis 24 von 21,6 Kilobyte (30 (Zyklen)×720 (Kurbelwinkel der 4-Zylindermaschine bei einem Hub) ×1 Byte (Kapazität für die Speicherung der gewöhnlichen Menge der Druckdaten)). Wenn zur Speicherung der Druckdaten 2 Byts erforderlich sind, muß die Kapazität verdoppelt werden und die Kosten steigen entsprechend.In the known device described above, however, it is essentially impossible to carry out a real-time measurement, since the print data are continuously collected and stored and then arranged for the formation of the evaluation variables for analyzing the properties. The known device is thus not suitable, for example, for carrying out machine control in such a way that the machine working properties are detected and corrected or modified if they deteriorate. There are other problems such that in order to evaluate engine performance it is necessary to provide a certain number of combustion cycles for data collection, for example at least 30 cycles for an acceleration test from the idle state from 750 rpm to 6000 rpm / min necessary, and this requires a capacity of the memories 21 to 24 of 21.6 kilobytes (30 (cycles) × 720 (crank angle of the 4-cylinder machine in one stroke) × 1 byte (capacity for storing the usual amount of print data) ). If 2 bytes are required to store the print data, the capacity must be doubled and the costs increase accordingly.

Aus der DE 37 21 162 A1 sowie aus der DE 37 21 010 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen zum Detektieren des Winkels des maximalen Zylinderdrucks bei einer Brennkraftmaschine bekannt. Dieser Winkel dient als Basis für die ausschließliche Steuerung des Brennkraftmaschinenbetriebs.From DE 37 21 162 A1 and from DE 37 21 010 A1 are methods and devices for detecting the Angle of the maximum cylinder pressure in an internal combustion engine known. This angle serves as the basis for the exclusive control of internal combustion engine operation.

Weiterhin offenbart die DE 36 41 130 C2 eine Vorrichtung zur Detektion des Zylinderdrucks einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel, bei der der detektierte Zylinderdruck mit einer zeitlich veränderbaren Referenzgröße verglichen wird. Diese wird während eines Detektionsintervalls solange verändert, bei sie den maximalen Zylinderdruck hinreichend bestimmt.Furthermore, DE 36 41 130 C2 discloses a device for the detection of the cylinder pressure of an internal combustion engine depending on the crankshaft angle, at the the detected cylinder pressure with a time-variable Reference size is compared. This will changed during a detection interval, with them the maximum cylinder pressure is adequately determined.

Schließlich zeigt die DE 29 16 583 A1 eine Einrichtung zum Messen der Parameter des Indikatordiagramms von Kolbenmaschinen, beispielsweise des mittleren Indikatordruckes in den Zylindern eines Verbrennungsmotors. Diese weist Druckerfassungseinrichtungen zur Erfassung des Druckes in jedem der Zylinder, eine Kurbelerfassungseinrichtung zur Erfassung des Kurbelwinkels des Verbrennungsmotors, eine Signalauswahleinrichtung zur Auswahl eines Drucksignals aus den Druckerfassungseinrichtungen und eine Recheneinrichtung zur Berechnung beispielsweise des mittleren Indikatordruckes auf. Die Signalauswahleinrichtung ist ein manuell betätigbarer Schalter, so daß jeweils nur ein Zylinder untersucht werden kann. Die Recheneinrichtung enthält einen Impulsbreitenwandler, mehrere Zähler, Decodierer für OT- sowie UT-Signale, eine logische Schaltung und weitere logische Bausteine. Die bekannte Einrichtung ist somit sehr aufwendig.Finally, DE 29 16 583 A1 shows a device to measure the parameters of the indicator diagram of Piston engines, for example the average indicator pressure in the cylinders of an internal combustion engine. This has pressure detection devices for detection of pressure in each of the cylinders, a crank detector to detect the crank angle of the Internal combustion engine, a signal selection device for Selection of a pressure signal from the pressure detection devices and a computing device for calculation for example, the mean indicator pressure. The Signal selection device is a manually operable Switch so that only one cylinder is examined at a time can be. The computing device contains a pulse width converter, several counters, decoders for OT and UT signals, a logic circuit and others logical building blocks. The well-known facility is therefore very expensive.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ermittlung mindestens eines Maschinenparameters bei einer Verbrennungsmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern auf der Grundlage des bei vorgegebenen Kurbelwinkeln gemessenen Zylinderinnendrucks für jeden Meßkurbelwinkel sowie zur Ermittlung mindestens eines Maschinenparameters für einen Verbrennungszyklus auf der Grundlage sämtlicher bei den vorgegebenen Kurbelwinkeln gemessener Zylinderinnendrücke, mit je einer Druckerfassungseinrichtung zur Erfassung des Druckes in dem jeweiligen Zylinder, einer Kurbelwinkelerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Kurbelwinkels der Verbrennungsmaschine zur Erzeugung eines Grundzeitsignals auf der Basis einer Kurbelwinkeleinheit, einer Signalauswahleinrichtung zur aufeinanderfolgenden Auswahl jeweils eines Drucksignals aus den Druckerfassungseinrichtungen, und einer Recheneinrichtung zur Berechnung des mindestens einen Maschinenparameters zu schaffen, mit der die mehreren Zylinder im Echtzeitbetrieb gleichzeitig untersucht werden können und die einen einfachen Aufbau aufweist.It is therefore the object of the present invention a device for determining at least one machine parameter with an internal combustion engine a plurality of cylinders based on the predetermined crank angles measured cylinder pressure for every crank angle and for determination at least one machine parameter for a combustion cycle based on all of the given Crank angles of measured cylinder internal pressures, each with a pressure detection device for detection the pressure in the respective cylinder, a crank angle detection device to detect a crank angle the internal combustion engine to generate a Basic time signal based on a crank angle unit, a signal selection device for successive Selection of a pressure signal from each Pressure detection devices, and a computing device to create the calculation of the at least one machine parameter, with which the multiple cylinders in real time can be examined at the same time and some has a simple structure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the im characterizing part of claim 1 specified features. Advantageous further developments of the invention Device result from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Weise ausgebildet, daß die Signalauswahleinrichtung aufeinanderfolgend das Drucksignal für jeweils einen der Zylinder für einen bestimmten Kurbelwinkel gemäß dem Grundzeitsignal auswählt und direkt zur Recheneinrichtung liefert, und daß die Recheneinrichtung den Maschinenparameter auf der Grundlage des bei dem bestimmten Kurbelwinkel gemessenen Zylinderinnendrucks für den Zylinder bis zum vom Grundzeitsignal abhängigen Eintreffen des nächsten Drucksignals des Zylinders berechnet.The device according to the invention is designed in such a way that the signal selector is sequential the pressure signal for one of the cylinders for a certain crank angle according to the basic time signal selects and delivers directly to the computing device, and that the computing device the machine parameter based on that at the particular crank angle measured cylinder internal pressure for the cylinder until the arrival of the dependent on the basic time signal next pressure signal of the cylinder is calculated.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described in the following in the Illustrated embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung, Fig. 1 is a block diagram of a known device,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungs gemäßen Vorrichtung, Fig. 2 is a block diagram of a device according to the Invention,

Fig. 3(a) bis 3(d) Diagramme der Zylinderinnendruck eigenschaften und Wellenformen von Zylinderidentifikations-, Kurbelwinkel- und Analog/Digital- Umwandlungszeitsignalen bei der Vorrichtung nach Fig. 2, Fig. 3 (a) to 3 (d) are diagrams of the in-cylinder pressure and waveforms of Zylinderidentifikations-, crank angle and A / D conversion characteristics timing signals in the apparatus of Fig. 2,

Fig. 4(a) bis 4(c) Diagramme einer Folge zur Erfassung des Zylinderinnendruckes, Fig. 4 (a) to 4 (c) are diagrams showing a sequence for detecting the cylinder internal pressure,

Fig. 5 ein die Zylindervolumeneigen schaften illustrierendes Diagramm, Fig. 5 is a cylinder volume intrinsic properties illustrative diagram

Fig. 6 eine Kartendateneigenschaften zeigendes Diagramm, Fig. 6 is a map data display characteristics diagram

Fig. 7 und 8 ein Flußdiagramm und ein Zeit diagramm zur Darstellung des Vorganges zur Berechnung des angezeigten mittleren Arbeits druckes, und FIGS. 7 and 8 are a flowchart and a timing chart for illustrating the process for calculating the indicated mean working pressure, and

Fig. 9(a) bis 9(f) Wellenformen darstellende Dia gramme zur Erläuterung einer anderen Prüfzeitvorgabe. Fig. 9 (a) to 9 (f) waveforms representing diagrams for explaining another test timing.

Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild dar, das eine Vorrichtung zur Erfassung des Zylinderinnendruckes einer Verbrennungsmaschine illustriert. Hierbei sind Komponenten, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Vorrichtung enthält einen Einchip-Mikrocomputer 26 mit einem Analog/Digital-Wandler 27 und einem Speicher 28, und eine Multiplexschaltung 29 mit einer Mehrzahl von Durchgangstoren für die Auswahl und Ansteuerung der Ausgänge der Schnittstellen 12 bis 15. Die Schnittstellen 12 bis 16, die Multiplexschaltung 29 und der Mikrocomputer 26 bilden eine Zylinder innendruckmeßstation 30. Fig. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for detecting the cylinder internal pressure of an internal combustion engine. Components that correspond to those in FIG. 1 are provided with the same reference symbols. The device contains a one-chip microcomputer 26 with an analog / digital converter 27 and a memory 28 , and a multiplex circuit 29 with a plurality of pass-through gates for the selection and control of the outputs of the interfaces 12 to 15 . The interfaces 12 to 16 , the multiplex circuit 29 and the microcomputer 26 form a cylinder internal pressure measuring station 30 .

Bei der vorbeschriebenen Vorrichtung werden die Ausgangssignale der Drucksensoren 6 bis 9 über die Schnittstellen 12 bis 15 der Multiplex schaltung 29 zugeführt, durch die in Aufeinander folge eines der Signale von den Schnittstellen ausgewählt und dem Mikrocomputer 26 zugeleitet wird. Die Fign. 3(a) bis 3(d) zeigen Änderungen des Druckes im Zylinder 2 in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel einer 4-Taktmaschine und die Wellen formen der Hauptabschnitte hiervon. Die Abkürzung TDC bedeutet den oberen Totpunkt des Zylinders 2 und die Abkürzung BDC dessen unteren Totpunkt. Die Druckänderungen in den anderen Zylindern 3 bis 5 sind gleichartig mit denen im Zylinder 2, jedoch in der Phase um 180° gegeneinander verschoben. Der Kurbelwinkelsensor 10 erfaßt die Kurbelwinkel und erzeugt ein den Zylinder 2 (Nr. 1) identifi zierendes Signal für jedes Intervall von 720° sowie ein Kurbelwinkelsignal mit einem Intervall von 1°, wie die Fig. 3(b) und 3(c) zeigen. Das Kurbelwinkelsignal wird als Grundzeitsignal der Station 30 verwendet. Diese Signale werden über die Zeitgeberschnittstelle 16 in den Mikrocomputer 26 eingegeben. In Abhängigkeit hiervon steuert der Mikrocomputer 26 die Multiplexschaltung 29 für die Ausgabe des Drucksignals von der Schnittstelle 12 zum Analog/Digital-Wandler 27 während eines ersten Zyklus 0 bis 720° und der Analog/Digital- Wandler 27 wandelt das empfangene Analogsignal für jedes Intervall eines vorgegebenen Kurbelwinkels, z.B. ein Intervall von 2° gemäß Fig. 3(d), in ein entsprechendes Digitalsignal um. Die so umgewandelten Drucksignale werden dann im Speicher 28 ge speichert und vom Mikrocomputer 26 analysiert. In the above-described device, the output signals of the pressure sensors 6 to 9 are supplied via the interfaces 12 to 15 to the multiplex circuit 29 , through which one of the signals from the interfaces is selected in succession and is fed to the microcomputer 26 . The figures 3 (a) to 3 (d) show changes in the pressure in the cylinder 2 depending on the crank angle of a 4-stroke engine and the shafts form the main portions thereof. The abbreviation TDC means the top dead center of the cylinder 2 and the abbreviation BDC the bottom dead center. The pressure changes in the other cylinders 3 to 5 are similar to those in cylinder 2 , but shifted in phase by 180 °. The crank angle sensor 10 detects the crank angle and generates a cylinder 2 (No. 1) identifying signal for each interval of 720 ° and a crank angle signal with an interval of 1 °, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) . The crank angle signal is used as the base time signal of station 30 . These signals are input into the microcomputer 26 via the timer interface 16 . Depending on this, the microcomputer 26 controls the multiplex circuit 29 for the output of the pressure signal from the interface 12 to the analog / digital converter 27 during a first cycle 0 to 720 ° and the analog / digital converter 27 converts the received analog signal for each interval one predetermined crank angle, for example an interval of 2 ° according to FIG. 3 (d), into a corresponding digital signal. The pressure signals thus converted are then stored in memory 28 and analyzed by microcomputer 26 .

Eine derartige Folge mit einem Intervall von 720° wird nach einem Intervall von 180° wiederholt, wie in Fig. 4(a) gezeigt ist. Somit werden die Druckdaten des Zylinders 2 (Nr. 1) in einem Verbrennungszyklus vom Ansaugtakt bis zum Ausstoß takt einer Analog/Digital-Umwandlung unterzogen, und die Daten werden im nachfolgenden Intervall von 180° verarbeitet. In gleicher Weise werden die Analog/Digital-Umwandlung und Datenverarbeitung in Intervallen von 720°+180° in der Reihenfolge der Zylinder 4 (Nr. 3), 5 (Nr. 5) und 3 (Nr. 2) erzielt. Somit erfolgt die Datensammlung für jeden der Zylinder 2 bis 5 aufeinanderfolgend, jedoch intermittierend einmal in vier Intervallen. Im Fall der Verwendung von n-Zylindern findet der Meßzyklus für jeden Zylinder einmal in n-Inter vallen statt, und das Kurbelwinkelintervall zwischen einem bestimmten Sammlungsintervall und dem nachfolgenden Sammlungsintervall ist 720°/n.Such a sequence with an interval of 720 ° is repeated after an interval of 180 °, as shown in Fig. 4 (a). Thus, the pressure data of the cylinder 2 (No. 1) is subjected to an analog / digital conversion in a combustion cycle from the intake stroke to the exhaust stroke, and the data are processed in the subsequent interval of 180 °. In the same way, the analog / digital conversion and data processing are achieved in intervals of 720 ° + 180 ° in the order of cylinders 4 (No. 3), 5 (No. 5) and 3 (No. 2). Thus, the data collection for each of the cylinders 2 to 5 takes place in succession, but intermittently once in four intervals. In the case of the use of n-cylinders, the measurement cycle for each cylinder takes place once in n-intervals, and the crank angle interval between a certain collection interval and the subsequent collection interval is 720 ° / n.

Die vom Mikrocomputer 26 gesammelten und analysierten Zylinderinnendruckinformationen enthalten (1) einen Parameter, der in jedem Meßkurbelwinkel (in diesem Fall 2°) berechnet wird, zum Beispiel dP/dR, worin R den Kurbelwinkel und P den Zylinder innendruck bedeuten, (2) einen Parameter, der bei der Beendigung der Messung eines Verbrennungs zyklus, zum Beispiel der angezeigte mittlere Arbeitsdruck Pi, berechnet wird, und so weiter. Im Fall von (1) führt der Mikrocomputer 26 die Berechnung des Differentials dP/dR nach der Beendigung der Analog/Digital-Umwandlung im Analog/ Digital-Wandler 27 durch und speichert das Er gebnis im Speicher 28. Im Fall von (2) wird, basierend auf der im Speicher 28 gespeicherten Information dP/dR, eine Bewertungsgröße, bei spielsweise Pi, durch Umwandlung der dP/dR-Information in der Periode bis zum nächsten Signalsammlungs intervall erhalten.The in-cylinder pressure information collected and analyzed by the microcomputer 26 includes (1) a parameter that is calculated at each measurement crank angle (in this case 2 °), for example dP / dR, where R is the crank angle and P is the cylinder pressure, (2) one Parameter that is calculated at the end of the measurement of a combustion cycle, for example the displayed average working pressure Pi, and so on. In the case of (1), the microcomputer 26 performs the calculation of the differential dP / dR after the completion of the analog-to-digital conversion in the analog-to-digital converter 27 and stores the result in the memory 28 . In the case of (2), based on the information dP / dR stored in the memory 28 , an evaluation quantity, for example Pi, is obtained by converting the dP / dR information in the period until the next signal collection interval.

Die Kapazität des Speichers 28 zur Speicherung der Informationen entspricht der Anzahl der Zylinder multipliziert mit der Anzahl der Prüfungen (zum Beispiel 4×720 = 2880 Byts, selbst wenn das Signal für jedes Intervall von 1° geprüft wird) plus α (Kapazität eines temporären Registers zur Verwendung während der Umwandlung in jeweilige Bewertungsgrößen), und somit kann die Kapazität im Vergleich zur bekannten Vor richtung beträchtlich verringert werden. Die Fig. 4(b) und 4(c) zeigen wiederum die Ausgangs signale des Kurbelwinkelsensors 10, wie in Fig. 3(b) und 3(c) illustriert ist.The capacity of the memory 28 for storing the information corresponds to the number of cylinders multiplied by the number of tests (for example, 4 × 720 = 2880 bytes, even if the signal is tested for every 1 ° interval) plus α (capacity of a temporary register for use during conversion into respective evaluation quantities), and thus the capacity can be considerably reduced compared to the known device. Again, the Fig. 4 (b) and 4 (c) show the output signals of the crank angle sensor 10 as shown in Fig. 3 (b) is illustrated and 3 (c).

Nachfolgend wird die Berechnung des angezeigten mittleren Arbeitsdruckes Pi als Druckparameter im einzelnen beschrieben. Eine angezeigte Arbeit Wi, die von der Maschine in einem Verbrennungs zyklus geleistet wird, wird dargestellt durch Wi = ∫ P×dV worin P den Zylinderinnen druck und V das Zylindervolumen (cm³) bedeuten. Der angezeigte mittlere Arbeitsdruck Pi wird durch Teilung der angezeigten Arbeit Wi durch ein Hubvolumen Vh (cm³) erhalten: Pi = Wi/Vh. Die praktisch verwendete Berechnungsformel lautet wie folgt:The calculation of the displayed mean working pressure Pi as a pressure parameter is described in detail below. A displayed work Wi, which is performed by the machine in a combustion cycle, is represented by Wi = ∫ P × dV where P is the cylinder pressure and V is the cylinder volume (cm ³ ). The indicated mean working pressure Pi is obtained by dividing the displayed work Wi by a stroke volume Vh (cm ³ ): Pi = Wi / Vh. The calculation formula used in practice is as follows:

worin CA den Kurbelwinkel, P_AD einen Wert des durch Analog/Digital-Wandlung gewonnenen Ausgangssignals des Drucksensors 6, 7, 8 oder 9 bei jedem Kurbelwinkel von 1°, und M_CA einen Wert entsprechend dV ausgelesen aus der Karte in bezug auf den Kurbelwinkel R bedeuten. Der Wert M_CA (dV/dR) wird wie folgt erhalten: Fig. 5 zeigt die Charakteristik des Volumens V eines Zylinders relativ zum Kurbelwinkel R, und die Beziehung der Änderungsgeschwindigkeit des Volumens zum Kurbelwinkel gemäß Fig. 6 ist aus der Beziehung gemäß Fig. 5 erhalten. Die Beziehung gemäß Fig. 6 wird als Karteninformation im Speicher 28 des Mikrocomputers 26 vorgespeichert und die vorge speicherten Karteninformationen werden als Wert M_CA in Übereinstimmung mit dem Kurbelwinkel R ausgelesen.where CA is the crank angle, P _{AD is} a value of the output signal of the pressure sensor 6 , 7 , 8 or 9 obtained by analog / digital conversion at each crank angle of 1 °, and M _{CA is} a value corresponding to dV read from the map with respect to the crank angle R mean. The value M _CA (dV / dR) is obtained as follows: FIG. 5 shows the characteristic of the volume V of a cylinder relative to the crank angle R, and the relationship of the rate of change of the volume to the crank angle according to FIG. 6 is from the relationship according to FIG. 5 received. The relationship of FIG. 6 is prestored as a map information in the memory 28 of the microcomputer 26 and the pre-stored map information is read out as the value M _CA in accordance with the crank angle R.

Die Fig. 7 und 8 zeigen ein Fluß- und Zeitdiagramm zur Durchführung der Berechnung des angezeigten mittleren Arbeitsdruckes Pi. In Fig. 7 wird im Schritt 100 ein PI-Zähler zurückgesetzt und die Kartenadresse wird initialisiert. Weiterhin werden alle Komponenten mit dem Ansaug-TDC des Zylinders 2 (Nr. 1) synchronisiert. Im Schritt 101 beginnt die Analog/Digital-Umwandlung gemäß Fig. 8(b) in Übereinstimmung mit einem Anstieg im Kurbel winkelsignal gemäß Fig. 8(a), wodurch die Sammlung der Drucksignale gestartet wird. Im Schritt 102 werden die Kartendaten ausgelesen, wie in Fig. 8(c) gezeigt ist. Im Schritt 103 erfolgt eine Entscheidung darüber, ob die Analog/ Digital-Umwandlung bei einem Kurbelwinkel R (1°-720°) beendet ist oder nicht, und wenn dies der Fall ist, dann werden die durch die Analog/Digital-Umwandlung gewonnenen Druckdaten P_AD mit den im Schritt 102 ausgelesenen Kartendaten M_CA multipliziert und das resultierende Produkt wird im temporären Register Temp im Schritt 104 gespeichert. Im Schritt 105 wird der Wert von Temp zum PI-Zähler addiert und der addierte Wert setzt den PI-Zähler neu. Im Schritt 106 erfolgt eine Entscheidung, ob der Kurbelwinkel CA 720° erreicht hat oder nicht, und wenn diese Entscheidung "nein" lautet, geht das Programm zum Schritt 101 zurück und die beschriebene Routine wird für einen Verbrennungs zyklus vom Kurbelwinkel 1 bis 720° wiederholt, um den angezeigten mittleren Arbeitsdruck Pi zu berechnen. Im Schritt 107 wird der erhaltene Wert von Pi im PI-Zähler gespeichert. Es kann auch das Zylindervolumen anstelle der Änderung des Zylindervolumens als Karteninformation gespeichert werden. In diesem Fall ist im Schritt 104 die Berechnung von dV/dt erforderlich. FIGS. 7 and 8 show a flow and timing diagram for carrying out the calculation of the indicated mean effective pressure Pi. In Fig. 7, in step 100 reset a PI counter and the card address is initialized. Furthermore, all components are synchronized with the intake TDC of cylinder 2 (No. 1). At step 101 , the analog-to-digital conversion shown in FIG. 8 (b) begins in accordance with an increase in the crank angle signal shown in FIG. 8 (a), whereby the collection of the pressure signals is started. In step 102 , the map data is read out as shown in Fig. 8 (c). In step 103 , a decision is made as to whether or not the analog-to-digital conversion has ended at a crank angle R (1 ° -720 °), and if so, then the pressure data obtained by the analog-to-digital conversion P _AD multiplied by the card data M _CA read out in step 102 and the resulting product is stored in the temporary register Temp in step 104 . In step 105 , the value of Temp is added to the PI counter and the added value resets the PI counter. In step 106 , a decision is made as to whether the crank angle has reached CA 720 ° or not, and if this decision is "no", the program returns to step 101 and the routine described is repeated for a combustion cycle from crank angle 1 to 720 ° to calculate the average working pressure Pi displayed. In step 107 , the value of Pi obtained is stored in the PI counter. The cylinder volume can also be stored as map information instead of the change in the cylinder volume. In this case, the calculation of dV / dt is required in step 104 .

Obgleich das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel so ausgestaltet ist, daß die jeweiligen Ausgänge der Drucksensoren 6 bis 9 bei jedem Verbrennungs zyklus aufeinanderfolgend angesteuert werden und die Signale dann zum Mikrocomputer 26 geleitet werden, ist es möglich, daß die Sensorausgänge von vier Zylindern bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel, zum Beispiel 1° umgeschaltet werden, wie in Fig. 9(a) bis 9(f) gezeigt ist, und die Signale dann zum Mikrocomputer 26 geliefert werden. Wenn der Zylinderinnendruck in einer solchen Folge gemessen wird, kann die entsprechende Information für alle Zylinder bei jedem Intervall von 720° erhalten werden. Although the above-described embodiment is designed so that the respective outputs of the pressure sensors 6 to 9 are driven successively for each combustion cycle and the signals are then passed to the microcomputer 26 , it is possible that the sensor outputs of four cylinders at a predetermined crank angle for Example 1 ° are switched as shown in Figs. 9 (a) to 9 (f), and the signals are then supplied to the microcomputer 26 . If the internal cylinder pressure is measured in such a sequence, the corresponding information can be obtained for all cylinders at every interval of 720 °.

Es ist weiterhin in dieser Folge erforderlich, den angezeigten mittleren Arbeitsdruck Pi zu berechnen, so daß der berechnete Wert bei Beendigung der Messung in einem Verbrennungs zyklus vom Ansaugen zum Ausstoßen für jeden Zylinder die Beurteilungsgröße darstellt.It is also necessary in this episode the displayed average working pressure Pi to calculate so that the calculated value at Completion of the measurement in a combustion cycle from suction to discharge for everyone Cylinder represents the assessment size.

In diesem Fall ist die Kapazität des Speichers 28 gleich der Anzahl der Prüfungen (720 Bytes, wenn die Abfrage in jedem Intervall von 1° durchgeführt wird) plus α, so daß die Speicher kapazität weiter gesenkt werden kann.In this case, the capacity of the memory 28 is equal to the number of tests (720 bytes if the query is performed in every 1 ° interval) plus α, so that the memory capacity can be further reduced.

Obgleich im dargestellten Fall die Kurbelwinkel sensoren so ausgebildet sind, daß sie eine Genauigkeit von 1° für die Winkelerfassung besitzen, ist augenscheinlich, daß, wenn die Genauigkeit der Winkelerfassung der Kurbelwinkel sensoren für eine n-Zylindermaschine gleich x° ist, die Zylinderinnendruckinformation in einem Inter vall von (n/x)° für jeden Zylinder gemessen werden kann.Although in the case shown the crank angle sensors are designed so that they are a 1 ° accuracy for angle detection own, it is evident that if the Accuracy of the angle detection of the crank angle sensors for an n-cylinder machine is x °, the cylinder pressure information in an inter vall of (n / x) ° measured for each cylinder can be.

Claims

1.Device for determining at least one machine parameter in an internal combustion engine with a plurality of cylinders on the basis of the internal cylinder pressure measured at predetermined crank angles for each measuring crank angle, and for determining at least one machine parameter for a combustion cycle on the basis of all internal cylinder pressures measured at the specified crank angles, each with a pressure detection device for detecting the pressure in the respective cylinder, a crank angle detection device for detecting a crank angle of the internal combustion engine for generating a basic time signal based on a crank angle unit, a signal selection device for successive selection of a respective pressure signal from the pressure detection devices, and a computing device for calculating the at least one machine parameter , characterized in that the signal selection device ( 29 ) there in succession s pressure signal for each of the cylinders ( 2 to 5 ) for a certain crank angle according to the basic time signal and delivers it directly to the computing device ( 26 ), and that the computing device ( 26 ) determines the machine parameter on the basis of the cylinder pressure measured at the specific crank angle for the Cylinder calculated until the next pressure signal of the cylinder depends on the basic time signal.

2. Device according to claim 1, characterized in that the signal selection device ( 29 ) only selects the pressure signals of a cylinder within a combustion cycle and that the computing device ( 26 ) determines the machine parameters for a combustion cycle on the basis of all the cylinder internal pressures measured at the predetermined crank angles within an interval of 720 ° / n calculated after a combustion cycle, where n is the number of cylinders.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the signal selection device ( 29 ) alternately selects the pressure signals of all cylinders ( 2 to 5 ) within a combustion cycle and delivers them to the computing device ( 26 ).