DE4114797C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Arbeitstakterkennung bei einem Viertaktmotor - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Arbeitstakterkennung bei einem Viertaktmotor

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Description

Das Folgende betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen des jeweiligen Arbeitstaktes der Zylinder eines Viertaktmotors. Die vier Takte eines solchen Motors werden im folgenden als Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Expansions­ takt und Ausstoßtakt bezeichnet. Bei elektronischen Steue­ rungsvorgängen, z. B. zum Festlegen der Zündzeitpunkte oder der Einspritzzeiträume, ist es von Bedeutung, den Arbeits­ takt eines jeden Zylinders genau zu kennen.
Zur Arbeitstakterkennung wird in der Praxis vor allem ein Verfahren eingesetzt, das die Signale von einem Nockenwel­ lensensor nutzt. Die Nockenwelle dreht sich bei zwei Umdre­ hungen der Kurbelwelle nur einmal, so daß nach jeweils 720° Umdrehung der Kurbelwelle jeweils ein Nockenwellensensorsig­ nal ausgegeben wird. Aufgrund der Motorkonstruktion sind dem Auftreten dieses Sensorsignals die Arbeitstakte der einzel­ nen Zylinder genau zugeordnet.
Gemäß einem anderen bekannten Verfahren wird ein Induktiv­ sensor angeordnet, der alle 720° Kurbelwinkel ein Signal ausgibt, da mit diesem Winkelabstand jeweils ein Zündsignal an diesen Zylinder gelegt wird.
Arbeitstakterkennung in geringeren Winkelabständen als 720° Kurbelwellenwinkel ist dann möglich, wenn zur Zylindererkennung die Signale von Drucksensoren verwendet werden, von denen jeweils einer an einem jeweiligen Zylinder angeordnet ist. Ein Verfahren mit Hilfe derartiger Sensoren ist in der DE 40 02 228 A1 beschrieben. In der genannten Schrift wird angegeben, daß eine Erkennung alle 720°/n Kurbelwellenwinkel möglich ist, wobei n die Anzahl der Zylinder des Viertaktmotors ist. Eine noch schnellere Zylindererkennung ist dann möglich, wenn der Verlauf des Signals von mindestens einem Drucksensor in einem vorgegebenen Kurbelwinkelbereich überwacht wird.
Aus der WO 87/05971 ist ein Verfahren zur Erkennung des Arbeitstaktes bekannt, bei dem ein kurbelwellenwinkelsynchrones Signal mit einem durch die Verbren­ nungsvorgänge der Brennkraftmaschine modulierten Signal verglichen wird.
Die WO 91/11602 offenbart die Nutzung des Signals eines Klopfsensors zur Arbeitstaktbestimmung bei einer Brennkraftmaschine.
Ein besonderes Problem, das bisher im Stand der Technik nicht beachtet wurde, tritt im Startfall des Motors auf. Es ist in diesem Zusammenhang zu beachten, daß zwar Kurbelwellenwinkelsignale recht schnell nach dem Betätigen eines Anlassers, nämlich ab Erreichen einer relativ niedrig liegenden Mindestdrehzahl, detektiert werden können, daß aber der Absolutwert dieser Signale erst feststeht, wenn erstmals ein winkelmäßig eindeutiges Signal ermittelt wurde, also z. B. das Signal von einem Nockenwellensensor oder das Signal von einem Sensor an einer Zündleitung, z. B. einem Induktivsensor. Wurde ein solches Signal festgestellt, kann ein Kurbelwinkelbereich vorgegeben werden und dann der Verlauf des Signals von mindestens einem Drucksensor in diesem vorgegebenen Bereich für die genaue Arbeitstakterkennung untersucht werden.
Im Startfall eines Viertaktmotors kann bei Anwendung der genannten herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen ein relativ großer Winkelbereich von der Kurbelwelle überstrichen werden, bis es möglich ist, den jeweils aktuellen Arbeitstakt der Zylinder zu erkennen. Bei einem Motor mit Kraft­ stoffansaugung wird im gesamten Bereich vor dem Erkennen der Arbeitstakte bereits Kraftstoff angesaugt, jedoch verläßt dieser den Motor unverbrannt, da noch gar nicht klar ist, welcher Zylinder wann gezündet werden soll. Verfügt der Motor über eine Einspritzanlage, könnte dieser Ausstoß un­ verbrannten Kraftstoffs zwar vermieden werden, wenn mit der Kraftstoffeinspritzung erst begonnen würde, wenn auch die Zündzeitpunkte festgelegt werden könnten, jedoch wird auch bei solchen Motoren unmittelbar mit der Zumessung von Kraft­ stoff begonnen, und zwar zu allen Zylindern, damit dann, wenn der erste Zündzeitpunkt feststeht, bereits ein zünd­ fähiges Gemisch vorliegt.
Es bestand demgemäß das Problem, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum baldigen Erkennen des jeweils aktuellen Ar­ beitstaktes der Zylinder eines Viertaktmotors im Fall des Starts eines solchen Motors anzugeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen des jeweils ak­ tuellen Arbeitstaktes der Zylinder eines Viertakt-Ottomotors, der über einen Kurbelwellen-Winkelgeber und an jedem Zylinder über einen Sensor zum Ausgeben eines Signals verfügt, das ein Maß für eine brennraumdruckäquivalente Größe des Zylin­ ders ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Erkennen der Arbeitstakte im Startfall des Motors
  • - die Signale von den Sensoren erfaßt und abgespeichert wer­ den, sobald Kurbelwellenwinkelsignale vom Kurbelwellen-Win­ kelgeber geliefert werden,
  • - derjenige Zylinder ermittelt wird, für den die Sensorsig­ nale ein Durchlaufen eines Druckmaximums anzeigen, wobei gleichzeitig eine Schwellwertbedingung für die Sensorsignale derart erfüllt ist, daß ein Schwellwertdruck (PSW) überschritten wird,
  • - und derjenige Zylinder, für den die genannten Bedingungen er­ füllt sind, als in den Expansionstakt eintretend beurteilt wird und den anderen Zylindern ein jeweiliger Arbeitstakt ent­ sprechend der Konstruktion des Motors zugeordnet wird, und der aktuelle Kurbelwellenwinkel in Abhängigkeit von der Zahl der Inkremente nach dem Druckmaximum ermittelt wird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen des jeweils aktuellen Arbeitstaktes der Zylinder eines Ottomotors weist neben einem Kurbelwellen-Winkelgeber und einem Sensor an je­ dem Zylinder zum Ausgeben eines Signals, das ein Maß für eine brennraumdruckäquivalente Größe des Zylinders ist, eine Arbeitstakterkennungseinrichtung auf, die so ausgebildet ist, daß sie die vorstehend genannten Verfahrensschritte ausübt.
Dieses Verfahren und diese Vorrichtung machen sich zunutze, daß genau bekannt ist, welches Sensorsignal von welchem Zy­ linder herrührt. Es wird nun untersucht, welcher Zylinder ein Druckmaximum bei hohem Druck aufweist. Hierbei ist zu beachten, daß ein Druckmaximum sowohl zwischen Ausstoßtakt und anschließendem Ansaugtakt wie auch zwischen Verdich­ tungstakt und anschließendem Expansionstakt besteht. Das letztgenannte Druckmaximum liegt jedoch deutlich höher als das erstgenannte, so daß sie gut voneinander unterscheidbar sind. Zuverlässig detektieren läßt sich hierbei das höhere der beiden Maxima. Sobald ein solches hohes Maximum für einen Zylinder festgestellt wurde, steht fest, daß sich die­ ser Zylinder im Expansionstakt befindet. Aufgrund der Motor­ konstruktion liegen dann auch die Arbeitstakte der anderen Zylinder fest. Die genannte Ermittlung ist völlig unabhängig davon, ob bereits ein absolutwinkelkennzeichnendes Signal erkannt wurde oder nicht.
Gemäß Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, nicht nur den jeweils aktuellen Arbeitstakt der Zylinder zu erkennen, sondern es ist sogar möglich, den Kurbelwellenwinkel mit einer Genauigkeit abzuschätzen, die für das Festlegen von Zündzeitpunkten ausreicht. Die weitergebildete Vorrichtung weist hierzu eine Kurbelwellenwinkel-Berechnungseinrichtung auf, die den aktuellen Kurbelwellenwinkel aus der Zahl der Inkremente zwischen dem Inkrement beim vorstehend genannten hohen Druckmaximum und dem aktuellen Inkrement, der Winkel­ spanne pro Inkrement, der Nummer des Zylinders mit diesem Druckmaximum und Motorkonstruktionsdaten berechnet.
Ist der Motor z. B. ein Sechszylindermotor, ist bekannt, daß alle 120° Kurbelwellenwinkel ein anderer Zylinder das ge­ nannte hohe Druckmaximum erreicht und damit in den Expan­ sionstakt eintritt. Ist vorgegeben, daß der Kurbelwellen­ winkel 0° (= 720°) um 60° vor Beginn des Expansionstaktes des in der Zündfolge ersten Zylinders liegt, folgt hieraus, daß z. B. der in der Zündfolge sechste Zylinder beim Kurbel­ wellenwinkel von 660° in den Expansionstakt eintritt. Wird im Startfall des Motors das Druckmaximum für den als Bei­ spiel genannten sechsten Zylinder um drei Inkremente des Signals vom Kurbelwellen-Winkelgeber verzögert erkannt, liegt fest, daß die Kurbelwellenstellung im Erkennungszeit­ punkt um drei Winkelinkremente hinter 660° liegt. Beträgt ein Winkelsegment 3°, was ein typisches Beispiel ist, be­ trägt der Kurbelwellenwinkel im Erkennungszeitpunkt demgemäß 669°. Dieser Kurbelwellenwinkel ist allerdings nur mit der­ jenigen Genauigkeit bekannt, mit der das genannte Druckmaxi­ mum erkannt werden kann. Diese Genauigkeit beträgt ±1 bis 2 Inkremente, je nach Aufwand, der beim Erkennen des Maximums betrieben wird. Dies entspricht winkelmäßig einer Genauig­ keit von ±3° bis ±6°, was für eine Grobeinstellung der Zündung ausreichend ist. Sobald anschließend ein Signal ge­ messen wird, das den Kurbelwellenwinkel eindeutig kennzeich­ net, wie das Signal von einem Nockenwellensensor, einem Zündsignalsensor, aber auch einem Kurbelwellenmarkensensor, fällt die genannte Unsicherheit weg und der Kurbelwellenwin­ kel ist fortan genau bekannt, vorausgesetzt, daß keine Feh­ ler auftreten. Da jedoch Fehler unvermeidlich sind, wird auch nach Ablauf der Startzeitspanne des Motors die Arbeits­ takterkennung weiter ausgeführt und Signale, die die Winkel­ lage der Kurbelwelle genau angeben, werden weiterhin abge­ tastet. Dies erfolgt mit herkömmlichen Verfahren.
Die brennraumdruckäquivalente Größe, die an jedem Zylinder erfaßt wird, kann unmittelbar der Brennraumdruck sein. Gün­ stiger ist es jedoch, den Brennraumdruck mittelbar mit Hilfe einer Druckentlastung zu messen, wie sie an einem piezoelek­ trischen Ring unter der Zündkerze oder unter einer Zylinder­ kopfschraube auftritt. Derartige Unterlegscheiben werden von verschiedenen Herstellern angeboten.
Wie vorstehend ausgeführt, kommt es beim erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung darauf an, ein hochliegendes Druckmaximum zu erkennen. Das Vorliegen eines für die Gültigkeit der Erkennung ausreichend hohen Drucks kann entweder dadurch festgestellt werden, daß das absolut gemessene Signal einen Schwellenwert überschreitet oder die Differenz zwischen zwei Signalen einen anderen Schwellenwert überschreitet. Die zweite Bedingung läßt sich dabei genauer und unter Umständen zuverlässiger ermitteln als die erste Bedingung, kann jedoch zu einer Verzögerung in der Arbeitstakt- und Winkelerkennung führen. Ganz allgemein gilt, daß die Zuverlässigkeit der Erkennung mit zunehmender Komplexität der Auswertung gesteigert werden kann, daß sich dann aber die endgültige Erkennung zunehmend verzögert. Wie aufwendig ein ausreichend sicheres Verfahren arbeiten muß, hängt insbesondere vom zeitlichen Verlauf des gemessenen Signals ab. Liegt ein Motor vor, bei dem der Druck im Zylin­ der bei der Kompression relativ stark bis zum oberen Totpunkt hin ansteigt und nach Überschreiten desselben schnell wieder stark fällt, ist ein recht genaues Ermitteln des Ma­ ximums ziemlich unproblematisch. Ist der Motor dagegen so gebaut, daß sich ein relativ breiter Maximalbereich um den oberen Totpunkt herum ergibt, muß die Auswertung für ein möglichst genaues Erkennen des tatsächlichen Maximalpunktes aufwendiger sein. Geht es nur um das Erkennen des Arbeits­ taktes und nicht zugleich auch um das möglichst genaue Fest­ legen des Kurbelwellenwinkels, kann beim Erkennen des Maxi­ mums relativ geringer Aufwand getrieben werden.
Fig. 1 schematische Darstellung eines Sechszylinder-Vier­ taktmotors mit zugehöriger Arbeitstakt-Erkennungseinrich­ tung, Kurbelwellenwinkel-Berechnungseinrichtung und Steuer­ einrichtung;
Fig. 2 Diagramm der Druckverläufe für die sechs Zylinder des Motors von Fig. 1 aufgetragen über dem Kurbelwellenwin­ kel;
Fig. 3 Flußdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Er­ kennen des jeweils aktuellen Arbeitstaktes der Zylinder des Motors von Fig. 1 und zum Festlegen des aktuellen Kurbel­ wellenwinkels;
Fig. 4 und 5 Varianten von Verfahrensschritten zum Reali­ sieren des Verfahrensschrittes zwischen den Marken A, B und C im Flußdiagramm von Fig. 3; und
Fig. 6 Verfahrensschritte zum Realisieren des Verfahrens­ schrittes zwischen den Marken B, D und E im Flußdiagramm von Fig. 3.
Die Anordnung gemäß Fig. 1 weist einen Viertaktmotor 10 mit sechs Zylindern Z1 bis Z6, eine Arbeitstakt-Erkennungsein­ richtung 11, eine Kurbelwellenwinkel-Berechnungseinrichtung 12 und eine Steuereinrichtung 13 auf. Die Stellung der Kur­ belwelle des Motors wird mit Hilfe eines Kurbelwellen-Win­ kelgebers 14 erfaßt. Dieser gibt ein Kurbelwellenwinkelsig­ nal KWW alle 3° Kurbelwellenwinkel an die Arbeitstakt-Erken­ nungseinrichtung 11 und die Kurbelwellenwinkel-Berechnungs­ einrichtung 12 aus, wie auch ein Kurbelwellenmarkensignal KWM alle 360° Kurbelwellenwinkel an die Steuereinrichtung 13. Brennraumdrücke in den Zylindern Z1 bis Z6 werden durch Drucksensoren S1 bis S6 erfaßt. Bei einem Versuchsmotor han­ delte es sich dabei um druckempfindliche Unterlegscheiben unter der jeweiligen Zündkerze eines Zylinders. Die Sensoren beim Ausführungsbeispiel messen demgemäß Druckentlastungen und geben zugeordnete elektrische Signale aus. Im folgenden wird aber immer auf die zugehörigen Drücke Bezug genommen. Die Signale P1 bis P6 von den Sensoren gelangen an die Arbeits­ takt-Erkennungseinrichtung 11.
Fig. 2 zeigt gemessene Druckverläufe für die sechs Zylinder Z1 bis Z6 des Motors 10 von Fig. 1 ohne Zündung. Maximal werden etwa 3,8 bar erzielt. Eine Druckschwelle PSW ist bei 3 bar eingezeichnet. Kurbelwellenwinkelsignale KWW sind nach dem Start des Motors ab einer senkrecht eingezeichneten Li­ nie detektierbar. Erst ab dann ist die Arbeitstakt-Erken­ nungseinrichtung 11 dazu in der Lage, die Signale P1 bis P6 von den Sensoren S1 bis S6 auszuwerten. In dem in Fig. 2 dargestellten Winkelbereich nach der genannten senkrechten Linie erreichen drei Zylinder ein Druckmaximum, nämlich die Zylinder Z5, Z3 und Z6. Die Druckmaxima der Zylinder Z5 und Z6 sind dabei hohe Maxima mit Drücken über der Schwelle PSW von 3 bar, also mit Druckmaxima, wie sie zwischen einem Verdichtungs- und einem Expansionstakt auftreten. Das Maximum für den Zylinder Z3 liegt dagegen nur wenig über 1 bar, d. h. es handelt sich um ein Maximum, wie es zwischen einem Ausstoß- und einem Ansaugtakt auftritt. Dieses letztere Maximum läßt sich schlecht erkennen, weswegen für Zylinder­ erkennung und Kurbelwellenwinkelbestimmung nur die hohen Maxima über der Schwelle PSW verwendet werden. Das erste Druckmaximum über der Schwelle PSW ist dasjenige des Zylin­ ders Z5. In Fig. 2 ist angenommen, daß dieses Druckmaximum mit dem nächsten Inkrement des Kurbelwellenwinkelsignals KWW nach dem Maximum erkannt wird. Aufgrund der Motorkonstruk­ tion sei bekannt, daß der Wechsel zwischen Verdichtungs- und Expansionstakt für den Zylinder Z5 bei 540° Kurbelwellen­ winkel liegt. Die Winkeldifferenz von einem Kurbelwellen­ winkelinkrement zum nächsten sei 3°. In diesem Fall wird dem Kurbelwellenwinkelsignal, bei dessen Auftreten erkannt wird, daß beim vorigen Inkrement das Druckmaximum lag, der absolu­ te Kurbelwellenwinkel 543° zugeordnet. In Fig. 2 ist dieser Winkel als "ca. 543°" angegeben, was anzeigen soll, daß die­ ser Winkel fehlerbehaftet ist. Seine Genauigkeit hängt näm­ lich von der Genauigkeit ab, mit der das Druckmaximum für einen Zylinder, hier für den Zylinder Z5, festgestellt wer­ den kann. Eine exakte absolute Winkelzuordnung ist erst mit Auftreten der Kurbelwellenwinkelmarke KWM möglich. Dem zu­ gehörigen Kurbelwellenwinkelsignal wird der Wert 0° zuge­ ordnet.
Vor dem Detektieren des Druckmaximums für den Zylinder Z5, also vor dem Winkel 543°, ist den Kurbelwellenwinkelsignalen KWW kein Absolutwinkel zuordenbar. Zwischen dem genannten Winkel und dem Auftreten der Kurbelwellenwinkelmarke KWM sind die Absolutwinkel ungefähr bekannt und danach genau be­ kannt. Bereits im Bereich mit den ungefähr bekannten Abso­ lutwinkeln können durch die Steuereinrichtung 13 Zündzeit­ punkte festgelegt werden. Dies hat zur Folge, daß im Beispielsfall der Zylinder Z6 bereits gezündet werden kann, ob­ wohl noch gar keine Marke erreicht wurde, die eine genaue Winkelzuordnung ermöglicht.
Anhand der Flußdiagramme der Fig. 3 bis 6 werden nun bevor­ zugte Ausführungsbeispiele zur Arbeitstakterkennung und Kur­ belwellenwinkelbestimmung erläutert. Das Verfahren gemäß Fig. 3 gibt dabei den allgemeinen Überblick und die Fig. 4 bis 6 liefern Details. In diesen Figuren zeigt der Buchstabe "Z" die Zylindernummer in Zündreihenfolge an. "DECFLAGZ" ist ein Flag, das anzeigt, ob im Zylinder mit der Nummer Z der Druck abnimmt (dann "1") oder zunimmt (dann "0"). "SWFLAGZ" ist ein Flag, das anzeigt, ob ein Schwellwert, z. B. der Druckschwellwert PSW in Fig. 2, vom Druck für den Zylinder Z überschritten wurde (dann "1") oder nicht (dann "0").
In Schritten s3.1 bis s3.4 werden die Flags DECFLAGZ auf Eins und die Flags SWFLAGZ für alle Zylinder ZN auf Null ge­ setzt. Sobald danach das erste Inkrementsignal KWW vom Kur­ belwellen-Winkelgeber 14 festgestellt wird (Schritt s3.5) werden die Signale PZ für alle Zylinder ZN erfaßt und abge­ speichert (Schritt s3.6). Damit ist die Grundlage für Sig­ nalvergleiche geschaffen. Anschließend lauten wiederholt mit jedem neuen Inkrementsignal vom Kurbelwellen-Winkelgeber 14 für alle Zylinder ZN Schritte ab, mit denen untersucht wird, ob ein Druckmaximum bei gleichzeitigem Erfülltsein einer Schwellwertbedingung vorliegt.
Die wiederholt durchlaufenen Schritte beginnen mit einem Schritt s3.7, in dem untersucht wird, ob das nächste Inkre­ mentsignal vom Kurbelwellen-Winkelgeber auftritt. Sobald dies der Fall ist, werden die Sensorsignale PZ für alle Zy­ linder ZN gemessen und abgespeichert (Schritt s3.8). Es wird dann die Zylinderzahl initialisiert und inkrementiert, und es wird untersucht, ob schon alle Zylinderdrücke für das aktuelle Inkrement ausgewertet wurden. Ist noch eine Auswer­ tung vorzunehmen, wird nach Durchlaufen einer Marke A in einem Schritt s3.12 untersucht, ob eine Schwellwertbedingung erfüllt ist. Ist dies nicht der Fall, wird nach Durchlaufen einer Marke C sogleich untersucht, ob noch eine Auswertung für einen weiteren Zylinder vorgenommen werden muß (Schritte s3.10 und s3.11). Ist dies nicht der Fall, wird das nächste Inkrement abgewartet (Schritt s3.7). Andernfalls wird über eine Marke B ein Schritt s3.13 erreicht, in dem geprüft wird, ob ein Druckmaximum vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird nach Durchlaufen einer Marke E wieder überprüft, ob für das aktuelle Inkrement noch die Signale von einem Zylinder auszuwerten sind (Schritte s3.10 bis s3.11). Liegt dagegen ein Maximalwert vor, wird aus der Zahl der Inkremente zwi­ schen dem Inkrement für das Druckmaximum und dem aktuellen Inkrement, der Nummer der Zylinder mit dem Druckmaximum und Motorkonstruktionsdaten der aktuelle Kurbelwellenwinkel be­ rechnet, und jedem Zylinder wird ein Arbeitstakt zugeordnet. Dann wird der Ablauf beendet.
Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen Varianten für den Schwell­ wertbedingungsschritt s3.12. Die Variante von Fig. 4 arbei­ tet mit einer Absolutdruck- und diejenige von Fig. 5 mit einer Differenzdruckschwelle. Gemäß Fig. 4 wird in einem Schritt s3.12.1 untersucht, ob der Druck PZ für einen Zylin­ der Z über dem Schwellwertdruck PSW (siehe Fig. 2) liegt. Ist dies nicht der Fall, folgt Marke C, andernfalls Marke B. Gemäß Fig. 5 wird in einem Schritt s3.12.2 zunächst eine Druckdifferenz ΔPZ berechnet. Es kann sich hier z. B. um die Druckdifferenz über eine vorgegebene Inkrementzahl handeln, bei Druckänderung in dauernd gleicher Richtung, oder es kann die jeweils aktuelle Differenz zum erstgemessenen Druck oder zum Druck in einem Extremwert gebildet werden. Sobald die Druckdifferenz ΔPZ berechnet ist, wird untersucht (Schritt s3.12.3), ob sie über einem Schwellwert DPSW liegt. Ist dies nicht der Fall, wird die Marke C, andernfalls die Marke B erreicht.
Fig. 6 veranschaulicht eine Realisierung für den Schritt s3.13 in Fig. 3. In einem Schritt s3.13.1 wird untersucht, ob der aktuell für einen Zylinder gemessene Druck PZ kleiner ist als der beim vorigen Inkrement abgespeicherte Druck PZ_VOR. Ist dies nicht der Fall, steigt also der Druck, wird DECFLAGZ auf Null gesetzt (Schritt s3.13.2), und es wird die Marke E erreicht. Andernfalls wird in einem Schritt s3.13.3 geprüft, ob DECFLAGZ gleich Null ist. Ist dies nicht der Fall, fiel also bereits beim vorigen Winkelinkrement der Druck, wird wieder die Marke E erreicht. Andernfalls folgt die Marke D wegen bejahender Antwort der Maximalwertunter­ suchung. Dies, weil Schritt s3.13.1 zeigte, daß der Druck aktuell fällt, die beim vorigen Inkrement rückgesetzte DECFLAGZ jedoch anzeigt, daß zuvor der Druck stieg.
Die Druckuntersuchung gemäß Fig. 6 ist so einfach aufgebaut, daß sie zuverlässige Ergebnisse nur dann liefert, wenn rela­ tiv kleine Druckänderungen im Vergleichsschritt s3.13.1 außer acht gelassen werden und die Winkelinkremente einen so großen Winkelbereich kennzeichnen, daß sichergestellt ist, daß von einem Inkrementsignal zum anderen selbst im Bereich eines relativ flachen Druckmaximums eine Druckänderung deut­ lich erkennbar ist. Es darf dann z. B. nicht der Druck bei jedem Kurbelwellenwinkelsignal alle 3° Kurbelwellenwinkel ausgewertet werden, sondern z. B. nur für jedes dritte Sig­ nal. Wird dann eine Umkehr der Druckänderungsrichtung fest­ gestellt, ist allerdings nicht genau klar, ob die Umkehr nun 3° oder 6° zurückliegt. Dieses Beispiel macht ein allgemei­ nes Prinzip deutlich, daß nämlich die Meßsicherheit und die Winkelauflösung beim Feststellen des Druckmaximums gegenläu­ fige Forderungen sind. Abhängig vom jeweiligen Anwendungs­ fall muß der Fachmann entsprechend optimieren.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erkennen des jeweils aktuellen Arbeitstaktes der Zylinder eines Viertaktmotors, der über einen Kurbelwellen-Inkrement-Winkelgeber und an jedem Zylinder über einen Sensor zum Ausgeben eines Signals verfügt, das ein Maß für eine brennraumdruckäquivalente Größe des Zylinders ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen der Arbeitstakte im Startfall des Motors
die Signale von den Sensoren erfasst und abgespeichert werden, sobald Kurbelwellenwinkelsignale vom Kurbelwellen-Winkelgeber geliefert werden,
derjenige Zylinder ermittelt wird, für den die Sensorsignale ein Durchlaufen eines Druckmaximums anzeigen, wobei gleichzeitig eine Schwellwertbedingung für die Sensorsignale derart erfüllt ist, dass ein Schwellwertdruck (PSW) überschritten wird,
und derjenige Zylinder, für den die genannten Bedingungen erfüllt sind, als in den Expansionstakt eintretend beurteilt wird, und den anderen Zylindern ein jeweiliger Arbeitstakt entsprechend der Konstruktion des Motors zugeordnet wird, und der aktuelle Kurbelwellenwinkel in Abhängigkeit von der Zahl der Inkremente nach dem Druckmaximum ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Kurbelwellenwinkel aus der Zahl der Inkremente zwischen dem Inkrement beim Druckmaximum und dem aktuellen Inkrement, der Winkelspanne pro Inkrement, der Nummer des Zylinders mit dem Druckmaximum und aus Motorkonstruktionsdaten berechnet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwellwertbedingung untersucht wird, ob das Sensorsignal für den genannten Zylinder über einem Schwellenwert liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwellwertbedingung untersucht wird, ob die Differenz zwischen zwei um einige Inkremente beabstandeten Sensorsignalen vor oder nach dem Druckmaximum einen Differenzschwellwert überschreitet.
5. Vorrichtung zum Erkennen des jeweils aktuellen Arbeitstaktes der Zylinder eines Viertaktmotors (10) mit ungerader Zylinderzahl, mit
einem Kurbelwellen-Inkrement-Winkelgeber (14),
und einem Sensor (S1-S6) an jedem Zylinder (Z1-Z6) zum Ausgeben jeweils eines Signals, das ein Maß für eine brennraumdruckäquivalente Größe des jeweiligen Zylinders ist, gekennzeichnet durch
eine Arbeitstakt-Erkennungseinrichtung (11), die so ausgebildet ist, dass sie die Signale von den Sensoren (S1-S6) erfasst und abspeichert, sobald der Kurbelwellen-Winkelgeber (14) Kurbelwellenwinkelsignale liefert, und denjenigen Zylinder ermittelt, für den die Sensorsignale ein Durchlaufen eines Druckmaximums anzeigen, wobei gleichzeitig eine Schwellwertbedingung für die Sensorsignale derart erfüllt ist, dass ein Schwellwertdruck (PSW) überschritten wird, und sie denjenigen Zylinder, für den die genannten Bedingungen erfüllt sind, als in den Expansionstakt eintretend beurteilt, und den anderen Zylindern einen jeweiligen Arbeitstakt entsprechend der Konstruktion des Motors (10) zuordnet und
die Kurbelwellenwinkel-Berechnungseinrichtung (12) Mittel umfasst, die so ausgebildet sind, dass sie den jeweils aktuellen Kurbelwellenwinkel in Abhängigkeit von der Zahl der Inkremente nach dem Druckmaximum ermitteln.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel der Kurbelwellenwinkel-Berechnungseinrichtung (12), zur Ermittlung des jeweils aktuellen Kurbelwellenwinkels so ausgestaltet sind, dass sie den jeweils aktuellen Kurbelwellenwinkel aus der Zahl der Inkremente zwischen dem Inkrement beim Druckmaximum und dem aktuellen Inkrement, der Winkelspanne pro Inkrement, der Nummer des Zylinders mit dem Druckmaximum und aus Motorkonstruktionsdaten berechnet.
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