DE4118580A1 - System zum erkennen von aussetzern in einem verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Das Folgende betrifft Systeme zum Erkennen von Verbrennungs­ aussetzern in einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor. Wenn im folgenden von Mehrfachaussetzern die Rede ist, soll dies anzeigen, daß mehrere Zylinder von Aussetzern betroffen sind. In diesen Zylindern wird in der Praxis in jedem oder fast jedem Verbrennungstakt die Verbrennung aussetzen.

Stand der Technik

Zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern in Zylindern sind zahlreiche Verfahren bekanntgeworden. Von diesen interessie­ ren im folgenden nur diejenigen, die mit sogenannten Laufun­ ruhegrößen arbeiten. Diese Größen beschreiben im wesentli­ chen Drehzahlschwankungen des Motors. Je stärker die Dreh­ zahl aufgrund von Aussetzern schwankt, desto größer ist in der Regel der Wert der Laufunruhegröße. Überschreitet der aktuelle Laufunruhewert einen Schwellwert, der typischerwei­ se aus einem Kennfeld abhängig von aktuellen Werten von Be­ triebsgrößen ausgelesen wird, ist dies das Zeichen dafür, daß im betreffenden Zylinder Aussetzer vorliegen.

Eine Übersicht über verschiedene Systeme (Verfahren und Vor­ richtungen) zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern ist in DE-A-41 00 528 gegeben. Auf diese Übersicht wird der Kürze halber verwiesen. Es sei hier lediglich angemerkt, daß Lauf­ unruhewerte typischerweise einen Grundterm und einen Korrek­ turterm aufweisen. Der Grundterm ist z. B. die Differenz zwischen den Zeitspannen, in denen im aktuellen und im vori­ gen Verbrennungstakt jeweils ein bestimmter Winkelbereich von der Kurbelwelle überstrichen wird. Dreht der Motor gleichmäßig, ist diese Differenz Null. Zu Abweichungen vom Wert Null kommt es bei Aussetzern, aber auch bei Beschleuni­ gungen oder Verzögerungen. Zur Kompensation derartiger Stör­ effekte, wie der Beschleunigungen oder Verzögerungen, dient der Korrekturterm. Dieser ist z. B. die Differenz der Zeit­ spannen, in denen im letzten und vorletzten Verbrennungstakt die genannte Winkelspanne überstrichen wurde. Liegt eine konstante Beschleunigung oder Verzögerung ohne Aussetzer vor, sind die genannten Differenzen, die den Grundterm bzw. den Korrekturterm bilden, gleich, weswegen sich als Lauf­ unruhewert der Wert Null ergibt, wenn die Laufunruhegröße dadurch gebildet wird, daß der Korrekturterm vom Grundterm abgezogen wird. Um neben konstanten Beschleunigungen oder Verzögerungen auch kompliziertere Störfälle möglichst genau kompensieren zu können, werden Korrekturterme oft aufwendi­ ger berechnet, wobei insbesondere Medianbildung von großem Vorteil ist. Die Korrekturterme können zum Berücksichtigen mehrerer Störungen auch mehrgliedrig sein.

Trotz des Aufwandes, der beim Berechnen des Wertes von Lauf­ unruhegrößen getrieben wird, kommt es in der Praxis immer wieder zu Fehlerkennungen, d. h. es werden entweder einem einwandfrei arbeitenden Zylinder Aussetzer zugeordnet, oder ein fehlerhaft verbrennender Zylinder wird nicht als solcher erkannt. Diese Fehlerkennungen treten insbesondere bei Mehr­ fachaussetzern auf.

Es bestand demgemäß das Problem, ein System zum möglichst fehlerfreien Erkennen von aussetzenden Zylinder in einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor anzugeben.

Darstellung der Erfindungen

Aufgrund weiter unten näher erläuterter Beobachtungen und Überlegungen hat sich herausgestellt, daß die genannten Fehlerkennungen im Fall von Mehrfachaussetzern insbesondere dadurch bedingt sind, daß der Schwellwert, mit dem der je­ weils aktuelle Laufunruhewert verglichen wird, bei Mehrfach­ aussetzern modifiziert werden muß. Ist der Schwellwert, wie er aus einem adressierbar über Werte von Betriebsgrößen adressierbaren Kennfeld ausgelesen wird, für einen Motor mit einem einzelnen aussetzenden Zylinder appliziert, muß dieser Schwellwert erniedrigt werden, wenn im Fall von Mehrfachaus­ setzern noch zuverlässig erkannt werden soll, welches die einzelnen Zylinder sind, die von Aussetzern betroffen sind. Demgemäß ist ein erfindungsgemäßes System zum Zuordnen von Aussetzern zu Zylindern bei erkannten Mehrfachaussetzern in einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor so ausgebildet, daß es

• - Laufunruhewerte für Einzelaussetzer von Zylindern in be­ liebiger Weise bestimmt;
• - einen jeweils aktuellen, für Einzelaussetzer geltenden Laufunruheschwellwert abhängig von aktuellen Werten von Be­ triebsgrößen bestimmt;
• - den Laufunruheschwellwert erniedrigt, wenn Mehrfachausset­ zer erkannt sind;
• - und auf Aussetzer in einem Zylinder schließt, wenn der Laufunruhewert für diesen Zylinder den erniedrigten Laufun­ ruheschwellwert übersteigt.

Bei Versuchen hat sich herausgestellt, daß es in der Praxis ausreicht, den Laufunruheschwellwert unabhängig von der Zahl der Mehrfachaussetzer jeweils um denselben Faktor zu ernied­ rigen, z. B. um 20%.

In der Schilderung des Standes der Technik wurde angegeben, daß Laufunruhegrößen typischerweise aus einem Grundterm und einem Korrekturterm gebildet werden. Zum Beispiel ist der Korrekturterm die Differenz aus Zeitspannen im letzten und vorletzten Verbrennungstakt. Hat nun die Einzelzylinderer­ kennung ergeben, daß der in der Zündfolge vorletzte Zylinder Aussetzer aufweist, ist offensichtlich, daß der Korrektur­ term falsch berechnet wird. Das erfindungsgemäße System ist daher vorteilhafterweise so ausgebildet, daß es im Fall einer Laufunruhegröße mit Grund- und Korrekturterm

• - den Korrekturterm mindestens für diejenigen Zylinder, für die Aussetzer erkannt wurden, so modifiziert, daß er durch Aussetzer möglichst wenig beeinflußt wird;
• - die endgültigen Laufunruhewerte der genannten Zylinder mit Hilfe des jeweiligen modifizierten Korrekturterms bestimmt;
• - und endgültig auf Aussetzer in einem Zylinder schließt, wenn der endgültige Laufunruhewert den erniedrigten Laufun­ ruheschwellwert übersteigt.

Für das Modifizieren des Korrekturterms sind zahlreiche Va­ rianten möglich, von denen weiter unten einige näher be­ schrieben werden. Die jeweils optimale Variante hängt insbe­ sondere von der Art der Berechnung des Korrekturterms ab.

Das erfindungsgemäße System setzt voraus, daß die Tatsache, daß Mehrfachaussetzer vorliegen, bereits erkannt wurde. Ein erfindungsgemäßes System zum Erkennen von Mehrfachaussetzern in einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor ist so ausgebil­ det, daß es

• - Laufunruhewerte für Einzelzylinder in beliebiger Weise be­ stimmt;
• - eine vorgegebene Anzahl von Summentermen mit jeweils glei­ chem Vorzeichen, die Laufunruhewerte oder Differenzen sol­ cher Werte sind, aufsummiert;
• - und auf Mehrfachaussetzer schließt, wenn mindestens eine Summe einen vorgegebenen Summenschwellwert überschreitet.

Der Hintergrund für diese Maßnahme sei am Fall eines soge­ nannten Bankaussetzers erläutert. Bei einem Bankaussetzer weisen alle Zylinder einer Zylinderbank Aussetzer auf, also z. B. alle drei Zylinder auf einer Seite eines V-Sechszylin­ dermotors. Es wechseln sich dann Verbrennungen und Aussetzer von einem Zylinder zum anderen ab. Dies bedeutet, das die Laufunruhewerte mit jeweils gleichem Betrag abwechselnd po­ sitiv und negativ sind. Das Aufsummieren mit gleichem Vor­ zeichen kann entweder dadurch erfolgen, daß die Beträge der Laufunruhewerte aufsummiert werden, oder es kann dadurch er­ folgen, daß alle positiven und alle negativen Werte jeweils für sich aufsummiert werden und dann entweder jede Summe mit einem Schwellwert verglichen wird oder die Differenz der Summen gebildet wird und diese mit einem Schwellwert vergli­ chen wird.

Bei geschickter Art der Summenbildung ist das erfindungsge­ mäße System unmittelbar dazu in der Lage, nicht nur Mehr­ fachaussetzer zu erkennen, sondern zugleich zu erkennen, welche Zylinder von Aussetzern betroffen sind. Dies sei wie­ der am Beispiel des genannten Bankaussetzers erläutert. Wenn vorgegeben wird, daß zwei Gruppen von Zylindern gebildet werden, die genau den Bänken entsprechen, und dann in jeder Gruppe die Summenwerte aufsummiert werden, muß sich im Fall eines Bankaussetzers eine besonders hohe Differenz zwischen den Summen für die beiden Gruppen ergeben. Wird ein entspre­ chender hoher Schwellwert überschritten, zeigt dies demgemäß nicht nur an, daß Mehrfachaussetzer vorliegen, sondern es ist zugleich klar, daß es ein Bankaussetzer sein muß, und aus dem Vorzeichen der Differenz der Summenwerte ist er­ sichtlich, welches die aussetzende Bank ist.

Sind bei einer anderen Motorkonstruktion andere Arten von Sammelaussetzern statt Bankaussetzern besonders wahrschein­ lich, empfiehlt es sich, entsprechend zwei Gruppen zu bil­ den, von denen die eine diejenigen Zylinder enthält, die vom Sammelaussetzerfall betroffen sind, und die andere Gruppe die restlichen Zylinder enthält. Ansonsten wird entsprechend verfahren, wie für den Bankaussetzer beschrieben.

Zeichnung

Fig. 1a bis 1e Diagramme betreffend Zeitspannen in jeweils sechs aufeinanderfolgenden Verbrennungstakten (I bis VI) für den Fall konstanter Drehzahl ohne Aussetzer (a), linear er­ höhter Drehzahl ohne Aussetzer (b), konstanter Drehzahl mit einem Einzelaussetzer (c), konstanter Drehzahl mit zwei auf­ einanderfolgenden Aussetzern (d) und konstanter Drehzahl mit einem Bankaussetzer (e);

Fig. 2 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems in vorrichtungsmäßiger Blockdarstellung;

Fig. 3 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems in verfahrensmäßiger Flußdiagrammdarstellung; und

Fig. 4 Auflistung von Gleichungen für Laufunruhewerte, Sum­ menterme und Summen.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Bevor ein erfindungsgemäßes System zum Erkennen von Mehr­ fachaussetzern und zum Zuordnen von Aussetzern zu Zylindern beschrieben wird, sei anhand von Fig. 1 eine Problematik er­ läutert, wie sie beim Festlegen von Schwellwerten zum Erken­ nen von Aussetzern auftritt.

In allen Teilfiguren a bis e von Fig. 1 ist die x-Richtung die Zeitachse (t). Nach oben ist die Zeitspanne aufgetragen, innerhalb der von der Kurbelwelle ein vorgegebener Winkelbe­ reich überstrichen wird, z. B. der Winkelbereich von -30° vor Beginn eines Verbrennungstaktes bis 30° nach Beginn des genannten Taktes für einen jeweiligen Zylinder I bis VI. Die für jeden Zylinder gemessene Zeitspanne ist durch ein Kreuz gekennzeichnet. Bei konstanter Drehzahl ohne Aussetzer (Fig. 1a), haben alle Zeitspannen den Wert T0. Der Wert von T0 ist in den anderen Fig. 1b bis 1e als gestrichelte Bezugslinie eingezeichnet.

Der Laufunruhewert für den Zylinder IV ist z. B. durch (T_IV-T_III)-(T_III-T_II) gegeben. Der vordere Klam­ merausdruck ist der Grundterm der Laufunruhegröße und der hintere Klammerausdruck ist der Korrekturterm. Beide Terme weisen bei konstanter Drehzahl ohne Aussetzer den Wert Null auf.

Wenn die Drehzahl linear erhöht wird, wie in Fig. 1b darge­ stellt, verkürzen sich die genannten Zeitspannen von einem Zylinder zum nächsten. In Fig. 1b ist angenommen, daß die Änderung von einer Zeitspanne zur nächsten jeweils eine Ver­ kürzung um eine beliebige Einheit sei. In diesem Fall hat der wie vorstehend definierte Grundterm den Wert -1/2, was auch für den Korrekturterm gilt, so daß der Laufunruhewert wiederum Null ist.

Fig. 1c betrifft den Fall eines einzelnen aussetzenden Zy­ linders, hier des Zylinders II. Für diesen Zylinder kommt es zu einer Verlängerung der genannten Zeitspanne. Angenommen ist eine Verlängerung um zwei willkürlich gewählte Einhei­ ten. Da die Drehzahl konstant bleiben soll, muß zumindestens in einem Teil der anderen Zylinder eine Verkürzung der je­ weiligen genannten Zeitspanne auftreten. Gemäß Fig. 1c lie­ gen solche Verkürzungen für die Zylinder I, V und VI vor.

Der Fall von Fig. 1d betrifft Aussetzer in zwei aufeinander­ folgenden Zylindern, hier den Zylindern II und III. Für die­ se Zylinder treten wieder verlängerte Zeitspannen auf, wie auch für Zylinder IV, während für die anderen Zylinder die Zeitspannen verkürzt sind.

Fig. 1e betrifft einen Bankaussetzer, d. h. einen Mehrfach­ aussetzerfall, bei dem alle Zylinder einer Bank ausfallen, hier die Zylinder I, III und V. Für diese Zylinder sind die genannten Zeitspannen verlängert, während sie für die ande­ ren verkürzt sind.

Es sei nun angenommen, daß ein Fahrzeug mit den Aussetzern in einem Zylinder gemäß Fig. 1c einen leicht ansteigenden Berg mit vorgegebenen Werten von Drehzahl und Last hoch­ fahre. Wenn zwei Zylinder ausfallen, gemäß Fig. 1d, kann dasselbe Fahrzeug mit derselben Drehzahl und Last angenom­ menerweise nur noch auf einer ebenen Straße fahren. Wenn schließlich eine ganze Bank ausfällt, also drei Zylinder gemäß Fig. 1c, kann das Fahrzeug die genannte Drehzahl bei der genannten Last nur noch bei Fahrt auf leicht abfallender Strecke halten. Nun ist aber offensichtlich, daß dann, wenn ein Fahrzeug bergauf fährt und plötzlich eine Verbrennung ausfällt, der Motor stärker verzögert wird als dann, wenn das Fahrzeug leicht bergab fährt und eine Verbrennung aus­ fällt. Anders ausgedrückt, je höher das vom Motor aufzubrin­ gende Drehmoment ist, desto stärker wird die Drehzahlverrin­ gerung bei Ausfall einer Verbrennung sein. Der Laufunruhe­ wert nimmt also mit fallendem Drehmoment ab. Werden nun Schwellwerte zum Vergleich mit Laufunruhewerten für den Fall eines einzelnen Zylinders mit Aussetzern auf einem Prüfstand für unterschiedliche Drehzahlen und Lasten aufgenommen und in ein Kennfeld eingeschrieben, tritt das Problem auf, daß diese Schwellwerte für Mehrfachaussetzer zu hoch sind, da, wie vorstehend erläutert, bei Mehrfachaussetzern bei jeweils vorgegebener Drehzahl und Last das Drehmoment geringer ist als im Fall von Aussetzern in einem einzelnen Zylinder.

Die eben erläuterte Erkenntnis nutzt das nachstehend be­ schriebene System in solcher Weise, daß es dann, wenn es er­ kannt hat, daß Mehrfachaussetzer vorliegen, die aus einem Kennfeld ausgelesenen Schwellwerte für den Vergleich mit laufenden Unruhewerten erniedrigt. Alternativ könnten im Fall von Mehrfachaussetzern die aus dem Kennfeld ausgelese­ nen Schwellwerte konstant gehalten werden und dafür die zu­ nächst berechneten Laufunruhewerte vergrößert werden.

Das nachstehend beschriebene System nutzt jedoch noch eine weitere Erkenntnis, die ebenfalls aus den Fig. 1c bis 1e er­ kennbar ist. Es ist nämlich so, daß zwar die Größe des Sprungs von einer Zeitspanne zur nächsten mit zunehmender Aussetzerzahl immer kleiner wird, daß jedoch die Summe der Beträge der Sprünge immer größer wird. So ist im Beispiel von Fig. 1c für den einzelnen Zylinder mit Aussetzern ein maximaler Sprung von -1 auf +2 eingezeichnet, für den Fall von Fig. 1d mit zwei aufeinanderfolgenden Zylindern mit Aus­ setzern ein maximaler Sprung von -1 1/2 auf +1 und für den Fall des Bankaussetzers gemäß Fig. 1e ein maximaler Sprung von +1 auf -1 und umgekehrt. Die Summe aller Differenzen ändert sich jedoch in umgekehrter Richtung, sie ist nämlich für Fig. 1c mit dem Wert 6 minimal und für Fig. 1e mit dem Wert 10 maximal, während der Wert 8 für den Fall von Fig. 1d in der Mitte liegt. Mehrfachaussetzer lassen sich also durch besonders hohe Summenwerte erkennen. Um hierbei den Einfluß von Beschleunigungen oder Verzögerungen gering zu halten, ist es von Vorteil, als Summenterme nicht unmittelbar die Differenzen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitspannen zu verwenden, sondern die Summenterme komplizierter zu bil­ den, was weiter unten näher erläutert wird.

In der Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen Systems (Fig. 2) ist ein Berechnungsblock 10 zum Berechnen der vor­ stehend genannten Laufunruhewerte und Summen vorhanden. Die­ ser Berechnungsblock erhält Signale KWW zum jeweils aktuel­ len Kurbelwellenwinkel und Zeittaktsignale t zugeführt. Die berechneten Summen liefert dieser Berechnungsblock 10 an einen Mehrfachaussetzer-Erkennungsblock 11, dem auch Summen­ schwellwerte von einem Summenschwellwertblock 12 zugeführt werden. Dieser Summenschwellwertblock 12 ist vorzugsweise als Kennfeld realisiert, das über die jeweils aktuellen Werte der Drehzahl n und der Last L adressierbar ist. Im Mehrfachaussetzer-Erkennungsblock 11 werden die berechneten Summen mit dem jeweils aktuellen Summen-Schwellwert vergli­ chen. Wird aufgrund des Vergleichs ein Mehrfachaussetzerfall erkannt, wird ein Erkennungssignal ausgegeben, das verschie­ dene Funktionen ausübt. Die eine Funktion ist die, daß es in einem Schwellwertabsenkblock 13 von einem Multiplikations­ faktor 1 auf einen Multiplikationsfaktor 0,8 umschaltet. Mit diesem Faktor wird ein Laufunruhe-Schwellwert multipliziert, wie er aus einem Laufunruhe-Schwellwertblock 14 jeweils ak­ tuell ausgelesen wird. Dieser Laufunruhe-Schwellwertblock 14 ist vorzugsweise als Kennfeld ausgeführt, das über die je­ weils aktuellen Werte der Drehzahl n und der Last L adres­ sierbar ist. Das Multiplikationsergebnis aus dem aktuellen Laufunruheschwellwert und dem genannten Faktor wird an einen Vergleichsblock 15 geliefert, in dem Laufunruhewerte vom Berechnungsblock 10 mit dem durch den Faktor modifizierten Laufunruheschwellwert verglichen werden. Der Vergleichsblock 15 gibt für einen Zylinder nach dem anderen ein Signal aus, das anzeigt, ob der jeweilige Zylinder Aussetzer aufweist oder nicht. Diese Vergleiche erfolgen im Fall von Mehrfach­ aussetzern zweimal. Es wird nämlich zunächst auf Grundlage der ursprünglichen Laufunruhewerte untersucht, welche Zylin­ der wohl Aussetzer aufweisen. Ist dies festgestellt, werden die Korrekturterme in den Laufunruhewerten so modifiziert, daß sie von Meßwerten aus den vermutlich aussetzerbehafteten Zylindern möglichst unabhängig sind. Mit den so modifizier­ ten Laufunruhewerten werden die genannten Vergleiche wieder ausgeführt.

Zeigt das Signal vom Mehrfachaussetzer-Erkennungsblock 11 an, daß keine Mehrfachaussetzer vorliegen, wird im Schwell­ wert-Absenkungsblock 13 auf den Faktor 1 geschaltet, und im Vergleichsblock 15 werden die genannten Vergleiche nur ein­ mal auf Grundlage der ursprünglichen Laufunruhewerte ausge­ führt.

Der eben beschriebene Funktionsablauf des erfindungsgemäßen Systems ist im Flußdiagramm von Fig. 3 detaillierter darge­ stellt. Da die Blöcke dieses Flußdiagramms relativ ausführ­ lich beschriftet sind, wird an dieser Stelle auf eine Wie­ dergabe des aus dem Flußdiagramm unmittelbar Ersichtlichen verzichtet. Es werden jedoch anhand von Fig. 4 Beispiele für das Berechnen von Laufunruhewerten und Summentermen in Schritt s3.1, das Aufsummieren von Summentermen gemäß Schritt s3.2 und, direkt nachfolgend, das Modifizieren von Laufunruhewerten gemäß Schritt s3.15 erläutert.

Gleichung (1) von Fig. 4 betrifft das Berechnen eines Lauf­ unruhewertes LU(i) für einen Zylinder i mit einem Grund- und einem Korrekturterm, wie weiter oben anhand von Fig. 1 er läutert. Der Grundterm nutzt Zeitspannen für die Zylinder i und i-1, während der Korrekturterm Zeitspannen für die Zy­ linder i-1 und i-2 verwendet. Die Gleichungen (2) und (3) veranschaulichen Fälle, wie die Laufunruhegröße LU(i) im Fall eines Aussetzers im Zylinder i-2 modifiziert werden kann, um den Korrekturterm von der Zeitspanne T(i-2) unab­ hängig zu machen. Gemäß Gleichung (2) wird der Grundterm aus ganz anderen Zeitspannen gebildet, nämlich denen für die Zy­ linder i-3 und i-4. Gemäß Gleichung (3) wird dagegen die Zeitspanne T(i-2) simuliert, nämlich als Mittelwert der Zeitspannen für den vorausgehenden und den nachfolgenden Zy­ linder, also die Zylinder i-1 und i-3.

Anhand der Gleichungen (4) und (5) wird eine weitere Varian­ te zum Modifizieren des Korrekturterms erläutert. Gemäß Gleichung (4) wird angenommen, daß der Korrekturterm als Mittelwert über die Zeitspannen aller Zylinder ZZ gebildet wird. Es sei nun angenommen, daß bereits festgestellt wurde, daß der letzte Zylinder in der Zählfolge mit Aussetzern be­ haftet ist. Dann findet gemäß Gleichung (5) die Zeitspanne von diesem Zylinder keine Berücksichtigung mehr, und es wird nur noch über die Zeitspannen von ZZ-1 Zylindern gemittelt.

Nach den vorstehenden Varianten zum Schritt s3.15 seien nun Varianten zum Schritt s3.1 erläutert. Es handelt sich hier zunächst um Varianten betreffend die Berechnung des Laufun­ ruhewertes LU(i). Beispiele hierfür sind die Gleichungen (1) und (4). Eine Übersicht über weitere Beispiele ist in der bereits eingangs genannten Schrift DE-A-41 00 528 gegeben.

Weitere Variationen von Schritt s3.1 sind diejenigen der Summentermberechnung. Zur Veranschaulichung dienen die Glei­ chungen (6) bis (8). Gemäß Gleichung (6) wird als Summenterm ST(i) für einen Zylinder unmittelbar der Laufunruhewert LU(i) verwendet, gemäß Gleichung (7) wird die Differenz zwi­ schen zwei aufeinanderfolgenden Laufunruhewerten verwendet, und gemäß Gleichung (8) wird die Differenz zwischen dem Laufunruhewert für einen aktuellen Zylinder und dem Mittel­ wert der Laufunruhewerte für den vorigen und den nachfolgen­ den Zylinder berechnet. Je mehr Aufwand getrieben wird, desto zuverlässiger wird in der Regel die nachfolgende Aus­ wertung. Für Sonderfälle ist es jedoch auch möglich, sehr zuverlässige Aussetzererkennungen mit Hilfe der Laufunruhe­ werte LU(i) als Summenterme zu erzielen. Dies wird weiter unten anhand des Beispiels der Gleichungen (13) bis (15) er­ läutert.

Die einfachste Summenbildung, wie sie in Schritt s3.2 ausge­ führt wird, ist diejenige von Gleichung (9), gemäß der die Summe der Beträge über die Summenterme ST(i) für alle Zylin­ der gebildet wird. Diese Summe kann pro 720° Kurbelwellenum­ drehung einmal gebildet werden, oder sie kann mit jedem Ver­ brennungstakt aktualisiert werden.

Erfolgt ein Aktualisieren mit jedem Verbrennungstakt, ist die gleitende Mittelwertberechnung gemäß Gleichung (10) zweckmäßiger. Hier wird jede berechnete Summe S bei der nächsten Berechnung der Summe als Summe S_VOR aus der vori­ gen Berechnung mit einem Gewichtungsfaktor c (vorzugsweise zwischen 0,95 und 0,99) gewichtet, und der neue Summenterm wird mit dem Faktor 1-c berücksichtigt.

Wenn sichergestellt sein soll, daß in die Berechnung immer nur Werte aus einem Winkelbereich von 720° Kurbelwinkel ein­ gehen, ist die Summenbildung gemäß Gleichung (11) von Vor­ teil. In dieser Gleichung sind die Summenterme ST Differenz­ terme, also z. B. solche gemäß einer der Gleichungen (7) oder (8).

Die Gleichungen (12) bis (14) betreffen den Fall einer ein­ fachen Bankaussetzererkennung. Es werden nämlich zwei Grup­ pen von Summen gebildet, eine erste Summe S1 für die unge­ radzahligen Zylinder und eine Summe S2 für die geradzahligen Zylinder, wobei in jeder Summe unmittelbar die Laufunruhe­ werte verwendet werden. Diese Laufunruhewerte haben bei einem Bankaussetzer in jeder Gruppe jeweils dasselbe Vorzei­ chen, sind also in der einen Gruppe alle positiv und in der anderen alle negativ. Dadurch, daß die Summation nicht be­ tragsmäßig erfolgt, ist sichergestellt, daß besonders hohe Gruppensummen nur dann erhalten werden, wenn tatsächlich ein Bankaussetzer vorliegt. Ein solcher kann demgemäß zuverläs­ sig festgestellt werden, wenn mindestens eine der Gruppen­ summen über einem Summenschwellwert liegt. Noch zuverlässi­ ger wird das Ergebnis, wenn gemäß Gleichung (14) die Diffe­ renz zwischen den beiden Gruppensummen gebildet wird und der so erhaltene Summenwert mit einem Summenschwellwert ver­ glichen wird.

Das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems ge­ mäß den Fig. 2 und 3 nutzt drei Einzelprinzipien, die auch einzeln oder in Doppelkombinationen anwendbar sind. Das erste Prinzip ist dasjenige der Mehrfachaussetzererkennung durch Summenbildung. Das zweite Prinzip ist dasjenige der Schwellwertabsenkung für Laufunruhewerte im Fall von Mehr­ fachaussetzern. Das dritte Prinzip ist dasjenige des Modifi­ zierens von Laufunruhewerten im Fall von Mehrfachaussetzern in solcher Weise, daß der Korrekturterm beim Berechnen eines jeweiligen Laufunruhewertes von Aussetzern möglichst unab­ hängig ist.

Beim Ausführungsbeispiel zum zweitgenannten Prinzip wurde davon ausgegangen, daß Laufunruheschwellwerte für Aussetzer nur in einem einzelnen Zylinder vorbestimmt sind. In diesem Fall ist der jeweilige Laufunruheschwellwert im Fall von Mehrfachaussetzern zu erniedrigen. Sollten jedoch Laufun­ ruheschwellwerte für Mehrfachaussetzer vorgegeben sein, wa­ ren diese Schwellwerte im Fall des Fehlens von Mehrfachaus­ setzern zu erhöhen.

Im Flußdiagramm von Fig. 3 wird ein allgemeines Aussetzer­ erkennungsverfahren mit einer Summe gemäß einer der Glei­ chungen (9) bis (11) ausgeführt. Jedoch kann es dann, wenn Gruppenaussetzer in einem Motor die wahrscheinlichste Mehr­ fachaussetzerart darstellen, zweckmäßig sein, zunächst eine Gruppenaussetzererkennung auszuführen, z. B. die Blockaus­ setzererkennung gemäß den Gleichungen (12) bis (14). Liegt tatsächlich der untersuchte Gruppenaussetzer vor, sind zu­ gleich mit dem Feststellen dieser Aussetzerart die betroff­ enen Zylinder bekannt. Es kann dann darauf verzichtet wer­ den ein komplizierteres Mehrfachaussetzererkennungsverfahren mit anschließender Zylinderfeststellung auszuführen.

Claims (13)

1. System zum Erkennen von Mehrfachaussetzern in einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor, das so ausgebildet ist, daß es

• - Laufunruhewerte für einzelne Zylinder in beliebiger Weise bestimmt;
• - eine vorgegebene Anzahl von Summentermen mit jeweils glei­ chem Vorzeichen, die Laufunruhewerte oder Differenzen sol­ cher Werte sind, aufsummiert;
• - und auf Mehrfachaussetzer schließt, wenn mindestens eine Summe einen vorgegebenen Summenschwellwert überschreitet.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es als Summenterm unmittelbar einen jeweiligen Laufunruhewert verwendet.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es als Summenterm für einen Zylinder die Differenz der Laufunruhewerte für benachbarte Zylinder verwendet.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es als Summenterm für einen Zylinder die Differenz zwischen dem Laufunruhewert für diesen Zylin­ der und dem Mittelwert der Laufunruhewerte für die benach­ barten Zylinder verwendet.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es die Summen­ terme betragsmäßig aufsummiert.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es

• - zwei Gruppen von Zylindern vorgibt, für die bekannt ist, daß bei einem vorbestimmten Mehrfachaussetzertyp die Zylin­ der der einen Gruppe negative und die Zylinder der anderen Gruppe positive Summenterme liefern;
• - und für jede der beiden Gruppen die Summe bildet.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es

• - die Differenz der Summen bildet;
• - auf Mehrfachaussetzer vom vorbestimmten Typ schließt, wenn diese Summendifferenz einen Summendifferenz-Schwellwert überschreitet;
• - und abhängig vom Vorzeichen der Summendifferenz die Mehr­ fachaussetzer den Zylindern einer der beiden Gruppen zuord­ net.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es einen je­ weils aktuellen Schwellwert abhängig von aktuellen Werten von Betriebsgrößen bestimmt.

9. System zum Zuordnen von Aussetzern zu Zylindern bei er­ kannten Mehrfachaussetzern in einem mehrzylindrigen Verbren­ nungsmotor, das so ausgebildet ist, daß es

• - Laufunruhewerte für Einzelaussetzer von Zylindern in be­ liebiger Weise bestimmt;
• - einen jeweils aktuellen, für Aussetzer in einem einzelnen Zylinder geltenden Laufunruheschwellwert abhängig von ak­ tuellen Werten von Betriebsgrößen bestimmt;
• - den Laufunruheschwellwert erniedrigt, wenn Mehrfachausset­ zer erkannt sind;
• - und auf Aussetzer in einem Zylinder schließt, wenn der Laufunruhewert für diesen Zylinder den erniedrigten Laufun­ ruheschwellwert übersteigt.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es den Laufunruheschwellwert unab­ hängig von der Zahl der aussetzenden Zylinder jeweils um denselben Faktor erniedrigt.

11. System nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es im Fall einer Laufunruhegröße mit Grund- und Korrekturterm

• - den Korrekturterm mindestens für diejenigen Zylinder, für die Aussetzer erkannt wurden, so modifiziert, daß er durch Aussetzer möglichst wenig beeinflußt wird;
• - die endgültigen Laufunruhewerte der genannten Zylinder mit Hilfe des jeweiligen modifizierten Korrekturterms bestimmt
• - und endgültig auf Aussetzer in einem Zylinder schließt, wenn der endgültige Laufunruhewert den erniedrigten Laufun­ ruheschwellwert übersteigt.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es Meßwerte im Korrekturterm, die zu einem aussetzerbehafteten Zylinder gehören, durch den jewei­ ligen Mittelwert der entsprechenden Meßwerte der nächstbe­ nachbarten nicht von Aussetzern betroffenen Zylindern er­ setzt.

13. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß es den Korrekturterm jeweils so be­ rechnet, daß er keinen Meßwert von einem aussetzerbehafteten Zylinder enthält.