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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer
anormalen Störung
des Drehmoments eines Verbrennungsmotors, der insbesondere ein Kraftfahrzeug
ausstattet. Die vorliegende Erfindung ist genauer auf ein Verfahren
gerichtet, welches es erlaubt, die Diagnose von Verbrennungsfehlern
oder Fehlzündungen
zu suspendieren, wenn die anormalen Störungen, welche insbesondere durch
eine Straße
mit baufälligem
Belag erzeugt werden oder durch jeden anderen Faktor, eine Störung, die
zu groß ist,
auf dem Signal erzeugen, welches für die Diagnose von Verbrennungsfehlern
oder Fehlzündungen
verwendet wird.
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Im
Rahmen der Regulierungen zum Schutz gegen Umweltverschmutzung, wie
die amerikanischen Normen OBD (On Board Diagnostic), ist es vorgesehen,
dass die elektronischen Systeme zur Motorsteuerung, welche die Kraftfahrzeuge
ausrüsten,
bestimmte Dysfunktionalitäten
des Motors erkennen können,
die einen Einfluss auf den Schadstoffausstoß haben.
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Auch
ist es vorgesehen, in zukünftige
elektronische Systeme zur Motorsteuerung Systeme zu implantieren,
die in der Lage sind, das richtige Funktionieren der Sauerstoffsonde
oder der EGR-Schaltung (Abgasrückführung) zu
diagnostizieren, wobei die Erkennung eines Betriebsfehlers, der
Einfluss auf die Schadstoffemissionen nimmt, die Aktivierung von herabgesetzten
Betriebsmodi und/oder das Aufleuchtenlassen eines Warnlichts in
der Instrumententafel nach sich ziehen muss, welches entweder den
Fahrer warnt (wenig strenge Regulierungen) oder den Halt des Fahrzeugs
(strenge Regulierungen).
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Insbesondere
sehen die amerikanischen und europäischen Normen vor, die Erkennung
von Verbrennungsfehlern aufzuerlegen und den oder die verantwortlichen
Zylinder zu identifizieren. Eine solche Erkennung muss z. B. den
Prozentsatz von Verbrennungsfehlern liefern, der in einer gegebenen
Anzahl von Motorzyklen erscheint.
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Die
Zulieferer und die Kraftfahrzeugkonstrukteure haben folglich eine
bestimmte Anzahl von Techniken zur Erkennung von Verbrennungsfehlern entwickelt.
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Man
kann folglich das Verfahren des Beschleunigungsmessers zitieren,
das im Erkennen eines Verbrennungsfehlers durch Analyse der Variation der
longitudinalen Beschleunigung des Fahrzeugs besteht, oder das Verfahren,
das eine proportionale Sauerstoffsonde verwendet, die in der Abgasleitung angeordnet
ist. Gleichfalls kann man das Verfahren zitieren, welches Drucksensoren
verwendet, die in die Verbrennungskammern münden, oder dasjenige basierend
auf der Messung der Bogenspannung oder des Ionisationsstroms der
Zündkerzen
(für Motoren
mit gesteuerter Zündung).
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Das
auf jeden Fall am meisten verwendete Verfahren ist dasjenige, welches
das Vorliegen von Verbrennungsfehlern ableitet aus der Messung der augenblicklichen
Geschwindigkeit der Kurbelwelle. Die Verwirklichung ist tatsächlich sehr
einfach, da es sich nur darum handelt, eine logische Behandlung des
Signals auszuführen,
welches von dem Sensor der Winkelposition der Kurbelwelle geliefert
wird, wobei das Signal bereits durch das System der Motorsteuerung
verwendet wird, um die Einspritzung von Kraftstoff zu steuern sowie
auch keine spezifische materielle Vorrichtung für die Verwirklichung dieses Verfahrens
benötigt
wird.
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Die
Analyse des einzigen Signals, das durch den Sensor der Kurbelwellenposition
geliefert wird zum Erkennen von eventuellen Verbrennungsfehlern,
weist jedoch bestimmte Nachteile auf.
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Das
Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsfehlern ist tatsächlich basierend
auf dem Postulat, dass ein Verbrennungsfehler sich in einem Abfall
des Gasmoments ausdrückt,
wobei dieser wiederum eine entsprechende Änderung der au genblicklichen
Geschwindigkeit der Kurbelwelle erzeugt. Es genügt folglich, die Veränderung
der augenblicklichen Geschwindigkeit der Kurbelwelle zu finden,
um Verbrennungsfehler zu identifizieren. Zum Beispiel beschreibt
die Anmeldung
EP 0 667 516 ein
Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsfehlern, in welchem das
Gasmoment gemessen wird.
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Jedoch
spiegelt die augenblickliche Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle
und des Schwungrads des Motors, mit welchem sie fest verbunden ist,
nicht allein den Betrieb des Motors und die wechselnde Schubkraft
der Kolben unter der Wirkung der Kraftstoffverbrennung wider, sondern
gleichermaßen
auch den Betrieb der Gesamtheit der kinematischen Kette, welche
den Motor mit der Schnittstelle Reifen/Erde verbindet.
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Tatsächlich wird
die mechanische Energie am Ende der Kurbelwelle an Räder übertragen über ein Übertragungssystem,
welches traditionellerweise eine Kupplung, ein Getriebe und ein
Differenzial umfasst, wobei dieses Übertragungssystem geeignete Dämpfung und
Steifigkeit besitzt. Daraus resultiert folglich, dass jede unvermittelte
Variation des Moments in Höhe
von irgendeinem der Elemente der kinematischen Kette, wie z. B.
auf Höhe
der Räder
des Fahrzeugs, aufgrund eines schlechten Zustands des Straßenbelags
zur Kurbelwelle reflektiert wird mit Schwingungen, deren Größe abhängen werden
von den Eigenschaften des Übertragungssystems
und der Störung.
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Es
resultiert daraus folglich, dass die unvermittelten Veränderungen
der augenblicklichen Geschwindigkeit der Kurbelwelle nicht allein
durch Verbrennungsfehler verursacht sind, sondern gleichermaßen durch
all die Störungen,
die kinematische Kette der Übertragung
beeinflussen können,
und folglich insbesondere eine Straße in schlechtem Zustand.
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Es
erscheint folglich wichtig, um korrekt allein die Verbrennungsfehler
identifizieren zu können, unter
den Veränderungen
der Geschwindigkeit der Kurbelwelle diejenigen, die tatsächlich von
Abfällen des
Gasmoments herrühren,
unterscheiden zu können
von denjenigen, welche andere Ursachen haben, und die letzteren
nicht zu registrieren.
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Um
dies zu machen wurden folglich Strategien entwickelt, die komplementär zur Deaktivierung des
Programms zur Erkennung von Verbrennungsfehlern sind, Strategien,
die auf der Erkennung von Störungen
basieren, welche die kinematische Kette der Übertragung beeinflussen. Man
kann so diejenigen zitieren, welche die Information der Straßengeschwindigkeit
verwenden, welche durch einen besonderen Sensor geliefert wird,
oder auch diejenigen, welche einen Beschleunigungssensor benötigen. Man
kann gleichfalls auch das Verfahren zitieren, welches in dem Dokument
GB-A-2.290.870 beschrieben ist, das versucht, die Störungen über die Bewegungen
des Kraftstoffs in dem Tank einzugrenzen.
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Man
kann gleichermaßen
diejenigen der Dokumente
US 5
440 921 und
JP 07019103 zitieren, welche
den Wert des Parameters der Erkennung von Verbrennungsfehlern verwenden,
um zu entscheiden, ob das Fahrzeug sich auf einer Straße von schlechter
Qualität
bewegt.
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Es
erscheint jedoch heute, dass keines der vorgeschlagenen Verfahren
es erlaubt, auf einfache, wirtschaftliche Art und mit genügend Präzision und Verlässlichkeit
Veränderungen
der Kurbelwellengeschwindigkeit zu unterscheiden, welche durch Störungen erzeugt
werden, welche die kinematische Kette der Übertragung beeinflussen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist folglich, das oben beschriebene
Verfahren zu perfektionieren, indem ein Verfahren zur Erkennung
von anormalen Störungen
des Drehmoments anders als diejenigen, welche verbunden sind mit
Verbrennungsfehlern, richtig gesagt, vorschlägt, welches es erlaubt, die
Diagnose von Verbrennungsfehlern vorübergehend zu suspendieren.
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Das
Verfahren zum Erkennen einer anormalen Störung des Drehmoments eines
Verbrennungsmotors und Suspendieren des Betriebs eines Systems zur
Diagnose von Verbrennungsfehlern ist von dem Typ, welcher auf Analyse
von Werten einer Größe arbeitet,
die repräsentativ
für die
Qualität
von Verbrennungen ist, durch Beobachtung der Umdrehung der Kurbelwelle
des Motors.
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Gemäß der Erfindung
ist das Verfahren zum Erkennen einer anormalen Störung des
Drehmoments dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:
- – die
Definition eines Stabilitätskriteriums
der Größe, welche
repräsentativ
für die
Qualität
von Verbrennungen für
jeden der Zylinder des Motors ist und für jede der Verbrennungen;
- – das
Vergleichen, nach jeder Verbrennung dieses Stabilitätskriteriums
mit einer vorherbestimmten Schwelle und die Erkennung einer anormalen Störung des
Drehmoments, wenn dieses Stabilitätskriterium eine gegebene Anzahl
von aufeinander folgenden Malen größer ist als die Schwelle, und
das für
wenigstens einen Zylinder.
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Gemäß einer
anderen Eigenschaft des Verfahrens zum Erkennen einer anormalen
Störung
des Drehmoments, welches Gegenstand der Erfindung ist, ist die statistische
Größe, die
repräsentativ
für das Mittel
von unterschiedlichen Werten der repräsentativen Größe der Qualität der Verbrennungen
ist, das Gasmoment.
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Gemäß einer
anderen Eigenschaft des Verfahrens zum Erkennen einer anormalen
Störung
des Drehmoments, welches Gegenstand der Erfindung ist, quantifiziert
das Stabilitätskriterium,
für einen
gegebenen Zylinder und eine gegebene Verbrennung, die Abweichung
in absolutem Wert, zwischen dem Wert der besagen Größe, die
repräsentativ
für die Qualität der Verbrennungen
ist, und dem Wert einer statistischen Größe, die repräsentativ
für das
Mittel der unterschiedlichen Werte der Größe ist, die repräsentativ
für die
Qualität
der Verbrennungen ist, wobei die Werte aufeinander folgend über einen
gegebenen Messhorizont gemessen werden.
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Gemäß einer
anderen Eigenschaft des Verfahrens zum Erkennen einer anormalen
Störung
des Drehmoments, welches Gegenstand der Erfindung ist, wird die
statistische Größe, die
repräsentativ
für das
Mittel von unterschiedlichen Werten der repräsentativen Größe der Qualität der Verbrennungen
ist, erhalten durch ein Tiefpassfilter erster Ordnung mit einer
gegebenen Filterkonstante.
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Gemäß einer
anderen Eigenschaft des Verfahrens zum Erkennen einer anormalen
Störung
des Drehmoments, welches Gegenstand der Erfindung ist, wird die
Schwelle abgeleitet von Variationen der Größe, die repräsentativ
für die
Qualität
der Verbrennung ist, welche im normalen Betrieb des Motors beobachtet
werden und folglich vom Betriebspunkt des Motors abhängen.
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Gemäß einer
anderen Eigenschaft des Verfahrens zum Erkennen einer anormalen
Störung
des Drehmoments, welches Gegenstand der Erfindung ist, geben die
Verbrennungen, welche als Verbrennungsfehler diagnostiziert werden,
Anlass zu einer besonderen Behandlung in dem Vergleich des Stabilitätskriteriums
mit der vorherbestimmten Schwelle.
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Gemäß einer
anderen Eigenschaft des Verfahrens zum Erkennen einer anormalen
Störung
des Drehmoments, welches Gegenstand der Erfindung ist, geben Verbrennungen,
welche als Verbrennungsfehler diagnostiziert werden, Anlass zu einer
besonderen Behandlung im Vergleich des Stabilitätskriteriums mit der vorherbestimmten
Schwelle.
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Man
wird die Aufgaben, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
besser verstehen nach der Beschreibung, die hiernach gegeben ist,
von unterschiedlichen Ausführungsformen
der Erfindung, wobei diese Ausführungsformen
als nicht beschränkendes
Beispiel gegeben sind, wobei sich auf beigefügte Zeichnungen bezogen wird,
in welchen:
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1 eine
Teilansicht eines Verbrennungsmotors ist, der mit einem System zur
Motorsteuerung ausgestattet ist, welches die Verwirklichung des
Verfahrens gemäß der Erfindung
erlaubt;
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2a bis 2c Zeitschriebe
sind, welche das Prinzip des Verfahrens der Erkennung von anormalen
Störungen
des Drehmoments, das Gegenstand der Erfindung ist, präzisieren;
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3 ein
Blockdiagramm ist, das den Ablauf des Verfahrens der Erkennung von
anormalen Störungen,
das Gegenstand der Erfindung ist, präzisiert.
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Mit
Bezug auf 1 sieht man, auf vereinfachte
Art dargestellt, die Darstellung eines Systems zur Motorsteuerung,
welches das Verfahren verwirklicht, das erlaubt, Verbrennungsfehler
zu erkennen, was Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Allein
die Teile, die grundlegend wichtig für das Verständnis der Erfindung sind, wurden
dargestellt.
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Der
Verbrennungsmotor, der mit 1 bezeichnet ist, ist insbesondere
dazu bestimmt, ein Kraftfahrzeug oder einen Lastkraftwagen auszurüsten. Der Motor 1 ist
verbunden mit einer Vorrichtung zur Übertragung, die dazu angepasst
ist, die Bewegung an die Räder
des Fahrzeugs zu übertragen.
Diese Übertragungsvorrichtung
umfasst auf klassische Art eine Kupplung, ein Getriebe 2 und
ein nicht dargestelltes Differenzial.
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Der
Mehrzylindermotor 1 vom Typ eines Viertakters ist mit einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgestattet vom Typ Multipoint mit
elektronischer Steuerung, aufgrund derer jeder Zylinder mit Kraftstoff
versorgt wird ausgehend von einem bestimmten Elektroeinspritzer 5.
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Die Öffnung jedes
Elektroeinspritzers 5 ist gesteuert durch das elektronische
System der Motorsteuerung 7, welches die Menge des eingespritzten Kraftstoffs
und den Einspritzzeitpunkt in dem Zyklus einstellt gemäß den Betriebsbedingungen
des Motors, um präzise
das Mischungsverhältnis
des brennbaren Luft-Kraftstoffgemischs,
das in die Zylinder eingelassen wird, auf einen vorherbestimmten
Sollwert zu steuern.
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Das
elektronische System der Motorsteuerung 7 umfasst klassischerweise
einen Mikroprozessor 70, RAM-Speicher 71, ROM-Speicher 72,
analog-digital Konverter 74 sowie unterschiedliche Eingangs-
und Ausgangsschnittstellen.
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Der
Mikroprozessor 70 umfasst elektronische Schaltungen und
geeignete Software zum Behandeln der Signale, die von angepassten
Sensoren stammen, Bestimmen der Motorzustände und Verwirklichen von vordefinierten
Operationen, um Steuersignale zu erzeugen, gerichtet insbesondere
an Einspritzer (und Zündkerzen
im Falle eines Motors mit gesteuerter Zündung), um die Verbrennungsbedingungen
in den Zylindern des Motors am besten zu führen.
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Unter
den Eingangssignalen des Mikroprozessors 70 erscheinen
insbesondere diejenigen, die von einem Kurbelwellensensor 4 gesendet
werden. Dieser Sensor 4, z. B. vom Typ einer variablen
Reluktanz, ist fest auf das Motorgehäuse montiert, um vor einem
Messkranz 12 angeordnet zu sein, der an einem Ende der
Kurbelwelle befestigt ist.
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Dieser
Kranz 12 ist an seinem Umkreis mit einer Abfolge von gleichen
Zähnen
und Vertiefungen versehen, mit der Ausnahme eines Zahns, der weggelassen
wurde, um eine absolute Markierung zu definieren, welche es erlaubt,
den Zeitpunkt des Durchgangs im oberen Totpunkt eines gegebenen
Referenzzylinders zu bestimmen, in diesem Fall den Zylinder Nr.
1.
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Der
Sensor 4 liefert ein Signal Dn, entsprechend der Abfolge
der Zähne
des Kranzes 12, ein Signal, das nach Verarbeitung erlaubt,
ein Signal PMH zu jeder halben Umdrehung der Kurbelwelle zu erzeugen,
welches das Erkennen der Durchgänge
im oberen Totpunkt abwechselnd der Zylinder Nr. 1, 3, 4, 2 erlaubt.
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Die
Verarbeitung des Signals Dn, das durch den Sensor 4 ausgegeben
wird, erlaubt gleichermaßen, die Geschwindigkeit der Abfolge der Zähne des Kranzes 12 zu
messen, und folglich die augenblickliche Drehzahl des Motors zu
erhalten.
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Der
Mikroprozessor 70 nutzt folglich das Signal Dn, um eine
repräsentative
Größe zu erzeugen, die
charakteristisch für
die Qualität
der Verbrennungen ist, die sich in jedem der Motorzylinder ereignen, und
die Diagnose von Fehlverbrennungen durchzuführen gemäß einem an sich bekannten Verfahren, welches,
da es nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, nicht näher beschrieben
wird.
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Die
repräsentative
Größe, die
charakteristisch für
die Qualität
der Verbrennung ist, kann z. B. die augenblickliche Beschleunigung
der Kurbelwelle sein (siehe die Patentanmeldungen DE-39 39 113 oder
DE-40 02 208), oder auch das Moment, dessen Wert erhalten wird durch
spektrale Analyse der augenblicklichen Kurbelwellengeschwindigkeit
(siehe die französischen
Patentanmeldungen Nr. 91/11273 und 91/11274, die von der Anmelderin
eingereicht wurden, die sich auf ein "procédé et dispositif de mesure
du couple gaz d'un
moteur thermique à combustion
interne" (Verfahren
und Vorrichtung zur Messung des Gasmoments eines Verbrennungsmotors)
beziehen.
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Gemäß der hiernach
beschriebenen Ausführungsform
ist die repräsentative
Größe, die
gewählt wurde,
um zugleich das System zur Diagnose von Fehlverbrennungen und das
System, welches erlaubt, die Diagnose von Fehlverbrennungen zu suspendieren,
wenn externe Störungen
im Betrieb des Motors sind, die diese Diagnose stören können, zu realisieren,
das Gasmoment Cg.
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Beim
Betrieb des Motors liefern geeignete Rechenmittel, die durch den
Mikroprozessor 70 aktiviert werden, folglich aufeinanderfolgende
Werte des Moments, bezeichnet mit Cg, n, i, um den Wert des Gasmoments
Cg zu kennzeichnen, der der n-ten Verbrennung des Zylinders Nr.
i entspricht.
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Diese
Werte werden nachfolgend durch erste Rechenmittel verarbeitet, die
dazu bestimmt sind, die Diagnose von Fehlverbrennungen durchzuführen, und
zweiten Rechenmitteln, die der vorliegenden Erfindung spezifisch
sind, dazu bestimmt, das Aufkommen von Störungen des Moments zu finden,
die geeignet sind, die Diagnose von Fehlverbrennungen zu verfälschen,
z. B. aufgrund der Übertragungsvorrichtung
und insbesondere des Zustands des Belags der Straße, wo das
Fahrzeug sich bewegt.
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Gemäß der Erfindung
wird das Verfahren zur Erkennung des Auftretens von Störungen des
Moments, die geeignet sind, die Diagnose von Fehlverbrennung zu
verfälschen,
durchgeführt
durch Analyse der Variation des Moments, Zylinder um Zylinder. In
dem Ausführungsbeispiel,
das hiernach beschrieben ist, genügt es, das Auftreten von Störungen des Moments
auf einem einzigen Zylinder zu erkennen, um die Diagnose von Fehlverbrennungen
für alle
Zylinder zu suspendieren.
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Natürlich kann
man in Varianten der Verwirklichung vorsehen, dass das Auftreten
von Störungen des
Moments auf einem einzigen Zylinder nur die Diagnose von Fehlverbrennungen
für diesen
betrachteten Zylinder suspendiert oder auch dass es notwendig ist,
das Auftreten von Störungen
des Moments auf einer vorherbestimmten Anzahl von Zylindern zu entdecken,
um die Diagnose von Fehlverbrennungen für alle Zylinder zu suspendieren.
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Gleichfalls
kann, im Fall der Erkennung von anormalen Störungen des Moments, die Unterdrückung der
Diagnose von Fehlverbrennungen sofort danach ausgelöst werden,
oder auch rückwirkend ausgeführt werden über eine
gegebene Periode, die der Erkennung von Störungen vorhergeht, um mehr oder
weniger große
Antwortzeit zu berücksichtigen, gemäß der gewählten Ausführungsform
des Verfahrens zur Erkennung von Störungen.
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Gemäß dem Verfahren,
das Gegenstand der Erfindung ist, führt man folglich in einem ersten Schritt
die Berechnung einer statistischen Größe MCg, n, i aus, die repräsentativ
für das
Mittel von verschiedenen Werten des Moments ist, die aufeinander folgend
auf dem Zylinder Nr. i gemessen werden über einen gegebenen Messhorizont
des Moments.
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Die
Berechnung der statistischen Größe MCg,
n, i wird z. B. erhalten durch ein Tiefpassfilter erster Ordnung
mit einer gegebenen Filterkonstante τ. In diesem Fall wird für jeden
neuen Momentenwert Cg, n, i der statistische Wert MCg, n, i bestimmt
ausgehend von dem zuvor berechneten statistischen Wert MCg, n – 1, i,
ausgehend von der folgenden rekursiven Formel: MCg,
n, i = MCg, n – 1,
i + ((Cg, n, i – (MCg,
n – 1,
i))/τ)
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Ausgehend
von dem so berechneten Wert der statistischen Größe MCg, n, i, die repräsentativ für das Mittel
von unterschiedlichen Momentenwerten Cg, n, i ist, die aufeinander
folgend für
den Zylinder Nr. i über
einen gegebenen Messhorizont des Drehmoments gemessen werden, bestimmt
man nachfolgend den Wert ECg, n, i, der als Abweichung im absoluten
Wert zwischen dem Wert des Moments Cg, n, i und dem statistischen
Wert MCg, n, i definiert ist: ECg, n, i = |MCg,
n, i – Cg,
n, i|
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Diese
Abweichung ECg, n, i ist folglich repräsentativ für Variationen des Motordrehmoments
für den
betrachteten Zylinder und folglich für die Stabilität dieses
Moments.
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Als
Ausführungsvariante
kann man gleichermaßen
ECg, n, i erhalten ausgehend nicht von dem Wert MCg, n, i, sondern
dem im vorhergehenden Zyklus berech neten MCg, n – 1, i, und dies insbesondere,
um ECg, n, i schneller zu berechnen. Man erhält also: ECg,
n, i = |MCg, n – 1,
i – Cg,
n, i|
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Man
kann gleichermaßen,
als Ausführungsvariante
des Verfahrens gemäß der Erfindung,
von der Berechnung von MCg, n, i den Einfluss von Verbrennungsfehlern
eliminieren, die sich während
der beobachteten Periode ereignen und die durch die ersten Rechenmittel
erkannt werden. Um dies zu machen, führt man in der Berechnung der
statistischen Größe MCg,
n, i die Ersetzung des Momentenwertes, der einem Verbrennungsfehler
entspricht, durch den letzten Wert, der nicht einem Verbrennungsfehler entspricht,
durch, oder auch indem das Filter auf seinen vorhergehenden Wert
MCg, n, i = MCg, n – 1,
i festgestellt wird.
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Natürlicherweise,
wenn der Zylinder Verbrennungsfehler aufweist, die von kontinuierlicher
Art sind (Zünddefekt,
etc.), wird die Erkennung von anormalen Störungen folglich suspendiert
für diesen
Zylinder bis das Versagen verschwindet.
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Wie
auch immer die Berechnungsformeln für ECg, n, i sind, genügt es, diesen
Wert nachfolgend mit einer vorherbestimmten festen Schwelle der
Stabilität
Sstab zu vergleichen, gemäß dem Betriebspunkt
des Motors, um auf präzise
Art die anormalen Störungen
des Moments (eine Straße
mit baufälligem
Belag, Schläge
der Übertragung,
...) zu isolieren, die geeignet sind, die Diagnose von Verbrennungsfehlern
zu stören.
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Die
Stabilitätsschwelle
Sstab wird von maximalen Auslenkungen des Moments abgeleitet, die
im normalen Betrieb angetroffen werden, sie hängt folglich vom Betriebspunkt
des Motors ab und ist z. B. durch die folgende Formel gegeben: Sstab = α·δCg
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Gemäß dieser
Formel ist α ein
kalibrierbarer Faktor (0 < α < 1) und δCg ist der
Abfall des Moments, der im Betriebspunkt erwartet wird. Sstab, der tabuliert
ist oder durch Berechnen erhalten wird, kann sich gleichermaßen auch
mit der Alterung des Motors entwickeln. Selbstverständlich kann
auch jedes andere Abbild des nominellen Moments, das von dem Motor
geliefert wird, anstelle des Abfalls des Moments verwendet werden.
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Die
Grafiken der 2a, 2b und 2c veranschaulichen
das Prinzip der Erfindung.
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Für stabilisierte
Betriebsbedingungen des Motors, wenn die Übertragungsvorrichtung keinerlei großer Störung unterliegt
und in der Abwesenheit von Verbrennungsfehlern, 2a,
entwickeln sich die Werte des Gasmoments Cg, n, i für einen
gegebenen Zylinder folglich gering zu beiden Seiten des Wertes MCg,
n, i. Das Kriterium ECg, n, i verbleibt folglich nahe bei 0 und
ist daher immer kleiner als die Schwelle Sstab.
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Wenn
Verbrennungsfehler erscheinen, 2b, nimmt
das Kriterium ECg, n, i bei jeder Fehlzündung extreme Werte an, weil
das augenblickliche Moment Cg, n, i nun unvermittelt abfällt, während der Wert
MCg, n, i auf einem erhöhten
Wert verbleibt, aber für
die anderen Verbrennungen entwickeln sich die Werte des Gasmoments
Cg, n, i schwach beiderseits des Werts MCg, n, i und das Kriterium
ECg, n, i verbleibt daher nahe bei 0. Die Schwelle Sstab wird folglich
nur auf punktuelle Art und allein beim Auftreten von Verbrennungsfehlern überschritten.
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Hingegen
wird, wenn Störungen,
die dem Betrieb des Zylinders extern sind, wie z. B. ein schlechter
Zustand der Straße,
siehe 2c, das Moment Cg, n, i nun
auf zufällige
Art gestört,
wobei das Stabilitätskriterium
ECg, n, i dies gleichermaßen wird
und es ein mittleres Niveau annimmt, das deutlich höher ist.
Die Schwelle Sstab wird folglich häufig überschritten.
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Es
genügt
folglich, die Frequenz der Überschreitung
der Schwelle Sstab zu vermerken, um das Erscheinen von anormalen
Störungen
des Moments zu erkennen. Zum Beispiel genügt es, p aufeinander folgende Überschreitungen
der Schwelle Sstab des Kriteriums ECg, n, i zu registrieren, um
das Erscheinen von anormalen Störungen
des Moments abzuleiten, mit p ganzzahlig natürlich größer oder gleich 2, und die
Diagnose von Verbrennungsfehlern zu suspendieren.
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Um
jedoch nicht das Erscheinen von anormalen Störungen des Moments mit einer
Fehlfunktion des Zylinders zu verwechseln, der kontinuierliche Verbrennungsfehler
hervorruft, kann man nur die Überschreitungen
der Schwelle Sstab verbuchen, bei denen es sich um eine Fehlverbrennung
handelt.
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In Übereinstimmung
mit 3 setzt sich ein Verfahren gemäß der Erfindung folglich aus
den folgenden Schritten zusammen, die nach jeder der Verbrennungen,
die mit n angezeigt werden, und für einen gegebenen Zylinder
Nr. i ausgeführt
werden:
- (i) Erfassen des Wertes des Gasmoments,
der durch die Verbrennung erzeugt wird Cg, n, i und Berechnen des
Wertes ECg, n, i (unter Verwendung von MCg, n – 1, i);
- (ii) Vergleich von ECg, n, i mit Sstab
falls ECg, n, i
kleiner ist als Sstab, wird der Zähler N auf 0 zurückgesetzt
(N = 0);
falls ECg, n, i größer oder
gleich Sstab ist, wird der Zähler
N um eine Einheit erhöht
(N = N + 1);
- (iii) parallel dazu wird MCg, n, i berechnet;
- (iv) Vergleich von N mit p
falls der Wert des Zählers N
kleiner ist als p, betrachtet man dies folglich als dass es keine
Erkennung von anormalen Störungen
des Moments gibt
falls im Gegenteil der Wert des Zählers N
größer oder
gleich zu p ist, betrachtet man dies dann als dass es eine Erkennung
von anormalen Störun gen
des Moments gibt und man suspendiert nun die Diagnose von Fehlverbrennungen.
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Das
beschriebene Verfahren der Suspension der Diagnose von Verbrennungsfehlern
weist folglich den Vorteil auf, besonders einfach und schnell zu sein,
um die Erkennung von anormalen Störungen des Moments auszuführen, die
geeignet sind, die Diagnose von Fehlverbrennungen zu verfälschen und dies
ohne Mehrkosten aufgrund einer Komponente. Dieses Verfahren ist
außerdem
bemerkenswert zuverlässig
und zieht folglich die Unterdrückung
der Diagnose von Verbrennungsfehlern nur dann nach sich, wenn es
notwendig ist.
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So
ist es möglich,
nicht direkt auf den Werten Cg, n, i zu arbeiten, sondern auf gefilterten
Werten Cg, n, i.
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Was
die Verwirklichung der Vorrichtung zur Erkennung von Verbrennungsfehlern
betrifft, welche Variante auch immer gewählt wird, kann sie unter verschiedenen
Formen verwirklicht werden:
- – mit analogen
elektronischen Komponenten, für welche
die Addierer, Vergleicher und andere Filter mit Hilfe von Operationsverstärkern verwirklicht werden;
oder
- – mit
digitalen elektronischen Komponenten, welche die Funktion in verdrahteter
Logik realisieren; oder
- – durch
einen Signalverarbeitungsalgorithmus, der in Form eines Software-Moduls implantiert
ist, welches Teil eines Software-Systems zur Motorsteuerung bildet,
welches den Mikrocontroller eines elektronischen Rechners arbeiten
lässt.
- – oder
auch durch einen spezifischen Chip (kundenspezifisch), wobei die
Hardware- und Software-Ressourcen optimiert wurden, um die Funktionen,
die
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Gegenstand
der Erfindung sind, zu realisieren: Chip, mikroprogrammierbar oder
nicht, separat gekapselt oder ganz oder teilweise Teil eines Coprozessors,
der in einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor implantiert ist,
usw.
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Desgleichen
umfasst die Erfindung all die technischen Äquivalente, die auf einen Verbrennungsmotor
angewandt werden, unabhängig
von der Taktzahl (Zweitakter, Viertakter), dem verwendeten Kraftstoff
Diesel oder Benzin oder der Anzahl seiner Zylinder.