EP4709976A1 - Sensor- und auswerte-einrichtung, steuerumgebung sowie verfahren zum erkennen eines zündaussetzers, brennkraftmaschine mit der sensor- und auswerte-einrichtung und/oder steuerumgebung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensor- und Auswerte-Einrichtung (1) ausgebildet zum Erkennen eines Zündaussetzers (ZA) bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Verbrennungsmotor (10), aufweisend: - eine Steuersensorik, die einen Beschleunigungssensor, insbesondere einen Klopfsensor (20) zum Erfassen eines Schallmesssignals (SM) am Zylinder (Z) aufweist, wobei der Beschleunigungssensor ein dem Schallmesssignal (SM) zugeordnetes Klopfsignal (KS) bereitstellt, - ein Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50), das ausgebildet ist zum Erfassen und Auswerten des Klopfsignals (KS). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass - einem Arbeitsspielbereich nach dem Öffnen des Auslassventils einem auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) zugeordnet ist, und - das Schallmesssignal am Zylinder vom Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor (20) wenigstens für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich erfassbar ist, und - das dem Schallmesssignal (SM) zugeordnete Klopfsignal (KS) für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) auswertbar dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50) zuführbar ist.

Description

BESCHREIBUNG

Sensor- und Auswerte-Einrichtung, Steuerumgebung sowie Verfahren zum Erkennen eines Zündaussetzers, Brennkraftmaschine mit der Sensor- und Auswerte-Einrichtung und/oder Steuerumgebung

Die Erfindung betrifft eine Sensor- und Auswerte-Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Sensor- und Auswerte-Einrichtung ist ausgebildet zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft auch eine Steuerumgebung einer Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung, vorzugsweise Motorsteuerung (ECU), mit der Sensor- und Auswerte-Einrichtung. Die Steuereinrichtung kann ein Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul aufweisen und die Steuersensorik umfassend einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, der mit dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul signalverbunden ist. Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine, insbesondere Otto - oder Dieselmotor, aufweisend eine Steuerumgebung und die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einer Brennkraftmaschine.

Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine ist vorgesehen, dass ein Arbeitsmedium im Zylinder zur Zündung und Verbrennung umsetzbar ist unter Antrieb eines Kolbens im Zylinder, der das Arbeitsspiel zum Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstößen des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub taktet. Dabei ist das Ansaugen mit einem Öffnen des Einlassventils und das Ausstößen mit einem Öffnen des Auslassventils verbunden.

Eine Steuersensorik weist einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, zum Erfassen eines Schallmesssignals am Zylinder auf, wobei der Beschleunigungssensor ein dem Schallmesssignal zugeordnetes Klopfsignal bereitstellt und ein Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul ist ausgebildet zum Erfassen und Auswerten des Klopfsignals. Die Sensor- und Auswerte-Einrichtung ist ausgebildet zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einer Brennkraftmaschine.

Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine unter Zündung und Verbrennung eines Arbeitsmediums ist das Einstellen und Überwachen der Zündung, insbesondere eines optimierten Zündzeitpunktes, für den Betrieb der Brennkraftmaschine durchaus maßgeblich. Dies betrifft nicht nur den Betrieb der Brennkraftmaschine als solche, sondern auch den Service bzw. die nachhaltige Überwachung und Instandhaltung der Brennkraftmaschine über die Lebens-Betriebszeitdauer.

So ist bspw. aus DE 10 2010 062 198 B4 ein Verfahren zum Betrieb eines Otto-Gasmotors unter Einstellung eines Zündzeitpunkts bekannt. Hier spielen Aspekte wie die Zusammensetzung des Verbrennungsgasgemisches, die Temperatur und Druckverhältnisse sowie die Einstellungen betreffend die Luftzufuhr eine Rolle.

Betreffend den Betrieb beispielsweise einer Brennkraftmaschine in Form eines Gasmotors ist aus DE 198 08 829 B4 grundsätzlich eine Steuer- und Regel Vorrichtung zum Steuern und Regeln des Gasmotors in Abhängigkeit von sich ändernden Randbedingungen bekannt, welche eine Vorsteuereinrichtung mit Sensoren zum Messen der Randbedingungen umfasst. Bei diesem und auch ähnlichen anderen Verfahren zeigt sich, dass es grundsätzlich bevorzugt ist, den Motorbetriebspunkt in den Grenzen eines Betriebsbereiches zu halten, die auf der einen Seite durch die Klopfgrenze bzw. durch die einzuhaltenden Schadstoffemissionen vorgegebene Grenze und auf der anderen Seite durch die Magerlaufgrenze vorgegeben sind. In dem Fall soll der Gasmotor betriebssicher, das heißt klopf- und zündaussetzerfrei mit möglichst maximal erzielbarer Leistung und bei möglichst optimalem Wirkungsgrad möglichst unter Einhaltung der Schadstoffgrenzwerte betreibbar sein; dies selbst bei sich stark ändernden Randbedingungen.

Überkritisches Fahren des Motors an der Klopfgrenze oder an der Zündaussetzergrenze sollte vermieden werden. Dazu ist eine Vorsteuereinrichtung einer Klopfüberwachungseinrichtung übergeordnet, die mindestens einen Sensor aufweist, welcher die Brennraumtemperatur und/oder Körperschallsignale und/oder Zünddruckauswertungen aufnimmt. Wenn der Betriebspunkt den Mindestab stand zur Klopfgrenze des Gasmotors erreicht hat, soll die Leistung des Motors angepasst oder der Brennkraftmaschine gestoppt werden, wobei der Abstand zur Klopfgrenze in Abhängigkeit der von den Sensoren erhaltenen Eingangssignalen errechenbar ist.

Beispielhaft ist ein Klopfsensor etwa bekannt aus DE 10 2015 200 216 Al als ein Schwingungsaufnehmer zum Aufnehmen von Schwingungen eines Schwingungen verursachenden Bauteils. Ein als Klopfsensor ausgebildetes oder andersartiges Element ist unmittelbar an dem Befestigungselement angebracht. Unter einer Brennkraftmaschine ist vorliegend gleichwohl grundsätzlich jede Art einer Brennkraftmaschine unter Umsetzung eines Arbeitsmediums zu verstehen, das gezündet und verbrannt wird. Dabei kann es sich natürlich auch um eine selbstzündende Brennkraftmaschine, z. B. mit einem Dieselmotor, handeln. Eine Brennkraftmaschine ist insbesondere ein Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Otto-Motor, insbesondere Gasmotor, oder dergleichen wie auch ein Dieselmotor. Ein Verbrennungsmotor, im Folgenden auch vereinfacht „Motor“, kann somit entsprechend aktiv gezündet werden oder selbstzündend sein; somit zur Zündung und Verbrennung des Arbeitsmediums ausgebildet sein; bevorzugt gleichwohl optional eine Zündeinrichtung und/oder eine Einspritzeinrichtung aufweisen.

Aus oben genannter DE 198 08 829 B4 geht hervor, dass analog eine Zündaussetzererkennung erst anspricht, wenn tatsächlich Zündaussetzer auftreten, wobei dieser Zustand jedoch bereits mit einer erheblichen Wirkungsgradeinbuße verbunden ist.

In DE 195 36 110 B4 wird vorgeschlagen, eine zylinderindividuelle Spritzbeginn- und Brennbeginn-Erfassung mit nur einem am Motor außen angebrachten Körperschall sensor zu ermöglichen. Dadurch ergeben sich erhebliche Kostenvorteile und funktionelle Vorteile gegenüber bisher bekannten Systemen. Dazu soll ein Ausgangssignal eines Körperschall sensors oder Klopfsensors Filtermitteln zugeführt werden und ausgehend von dem Ausgangssignal eines ersten Filtermittels eine dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung charakterisierende Größe ermittelt werden und ausgehend von dem Ausgangssignal eines zweiten Filtermittels eine dem Beginn der Verbrennung charakterisierende Größe ermittelt werden. So soll ein Ende des Einspritz- Vorgangs erkennbar und eine Haupteinspritzung erkennbar sein. Insgesamt soll aus niederfrequenten Anteilen des Signals ein Verbrennungsbeginn erkannt werden. Dazu lassen sich Signale zeitlich über einen Verbrennungsvorgang darstellen. Während des Anstiegs des Druckverlaufs im Zylinder erfolgt eine erste Bewegung des Nadelbewegungsfühlers mit einer kleinen Intensität. Nach einer kurzen Verzögerungszeit erfolgt der zweite Anstieg des Nadelbewegungsfühlersignals. Der erste Anstieg kann einer Voreinspritzung zugeordnet werden. Gleichzeitig mit dem Auftreten des ersten Signals erhöht sich die Amplitude der Körperschallsensoren. Mit Auftreten des zweiten Anstiegs des Nadelbewegungsfühlers kurz vor dem Maximum des Zylinderdrucks steigt die Amplitude des Körperschallsensors stark an. Wird angezeigt, dass eine Einspritzung nach Spritzbeginn vorhanden ist und gleichzeitig nach Verbrennungsbeginn keine Verbrennung erfolgte, wird darauf erkannt, dass ein Verbrennungsaussetzer (respektive Zündaussetzer) vorliegt. Ein solches Signal zur Diagnose und das zur Regelung der Brennkraftmaschine verwendete Auswerteverfahren ist jedoch vergleichsweise unsicher, da es auf noch andere Signalvorgaben angewiesen ist. Andererseits ist die Erkennung von Zündaussetzern im Motor-Management- System unerlässlich, da mehrere Arbeitsspiele hintereinander ohne Zündung zu einer Explosion im Abgastrakt führen können. Dabei können im Abgastrakt verbaute Sensoren, als auch die Abgasanlage Schaden nehmen. Des Weiteren treten bei Zündaussetzern erhöhte Kohlenwasserstoffemissionen auf, die bei modernen Brennkraftmaschinen in Bezug auf Obergrenzen zur Beschränkung von Kohlenwasserstoffemissionen unerwünscht sind.

Auch die Erkennung von Zündaussetzern beispielsweise mittels Zylinderdrucksensoren oder Einzelabgastemperatursensoren ist zwar bekannt; auch unter Auswertung geeigneter Signale. Jedoch erfordern die zuvor genannten Herangehensweisen vergleichsweise teure Sensoren sowie ein zusätzliches teures Messsystem am Motor. Des Weiteren werden vergleichsweise aufwändige Techniken zur Implementierung erforderlich und je Zylinder eine Bohrung für die Sensorintegration.

Wünschenswert ist es insofern, eine Zündaussetzererkennung in verbesserter Weise zu erkennen.

An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben mittels dem eine Vorbestimmung oder ein Verfahren zur Zündaussetzererkennung mittels eines Beschleunigungssensors, insbesondere Klopfsensors, bevorzugt mittels nur der Auswertung eines Signals eines Beschleunigungssensors, insbesondere Klopfsensors, unter Berücksichtigung der vorgenannten Umstände zu ermöglichen.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Sensor- und Auswerte-Einrichtung zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einer Brennkraftmaschine anzugeben, sowie eine Brennkraftmaschine und Sensor- und Auswerte-Einrichtung, die in bevorzugter Weise ausgebildet ist, zum Erfassen und Auswerten eines Klopfsignals und darauf basierend, insbesondere allein darauf basierend, eine Zündaussetzererkennung. Diese sollte gleichzeitig vergleichsweise einfach als auch verlässlich hinsichtlich der Signalgrundlage und Auswertung sein.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung in einem ersten Aspekt gelöst durch eine Sensor- und Auswerte-Einrichtung gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft dem gemäß eine eingangs genannte Sensor- und Auswerte-Einrichtung, ausgebildet zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Verbrennungsmotor, aufweisend:

- eine Steuersensorik, die einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, zum Erfassen eines Schallmesssignals am Zylinder aufweist, wobei der Beschleunigungssensor ein dem Schallmesssignal zugeordnetes Klopfsignal bereitstellt,

- ein Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul, das ausgebildet ist zum Erfassen und Auswerten des Klopfsignals.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass

- einem Arbeitsspielbereich nach dem Öffnen des Auslassventils ein auswerterelevanter Arbeitsspielwinkelbereich zugeordnet ist, und

- das Schallmesssignal am Zylinder vom Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, wenigstens für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich erfassbar ist, und

- das dem Schallmesssignal zugeordnete Klopfsignal für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich auswertbar dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul zuführbar ist.

Die Erfindung geht davon aus, eine Zündaussetzererkennung mit einem Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, zu detektieren. Wünschenswert ist es gleichwohl eine solche Zündaussetzererkennung zwar einfach, jedoch gleichwohl verlässlich zu gestalten - eine Signalisierungsvorgabe sollte diesbezüglich verlässlich und dennoch einfach erkennbar für einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, sein.

Zwar lassen sich Zündaussetzer auch mit Zylinderdrucksensoren oder Einzel- Abgastemperatursensoren erkennen. Der Vorteil eines Beschleunigungssensors, insbesondere Klopfsensors, liegt jedoch darin, dass dieser wesentlich günstiger und haltbarer ist gegenüber den vorgenannten. Außerdem erkennt ein Einzel-Abgastemperatursensor aufgrund seiner Trägheit keine einzelnen Zündaussetzer; ein Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, dagegen schon. Außerdem kann an einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Gasmotor, ein Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, zudem zur Klopfregelung an einem Zylinder verwendet werden. Die Erfindung hat darüber hinaus erkannt, dass sich auf Basis eines vom Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, bereitgestellten Klopfsignals bei einem Arbeitsspielbereich nach dem Öffnen des Auslassventils ein auswerterelevanter Arbeitsspielwinkelbereich zuordnen lässt. Die vorteilhafte Wahl des auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereichs gemäß dem Konzept der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass dort das Signal besonders dominant hervortritt. Die Erfindung hat erkannt, dass das Schallmesssignal am Zylinder vom Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, wenigstens für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich nicht nur besonders vorteilhaft erfassbar ist, sondern auch das dem Schallmesssignal zugeordnete Klopfsignal für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich auswertbar dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul zuführbar ist.

Somit entstehen keine zusätzlichen Sensorkosten aufgrund des an sich vorhandenen Beschleunigungssensors, der insbesondere als ein Klopfsensor gebildet sein kann. Auch müssen nicht aufwändige Indizierbohrungen im Motor, wie von der Zylinderdrucksensorik benötigt, im Brennraum vorgehalten werden. Das vom Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, bereitgestellte Klopfsignal wird in erfinderischer Weise ausgewertet für den in erfinderischer Weise gewählten, insbesondere vorbestimmten und/oder variabel aber fest vorgegebenen, auswerterel evanten Arb eitsspi el winkelb er ei ch .

Insbesondere kann der Beschleunigungssensor als ein Klopfsensor gebildet sein, der auch üblicherweise zur Klopferkennung an einer Brennkraftmaschine benötigt und eingesetzt wird. Zusätzlich oder alternativ zu einem Beschleunigungssensor im engeren Sinne kann eine andere zum Erfassen eines Klopfsignals geeignete und ausgebildete Sensoreinheit an einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein, die insofern ausgebildet ist, durch Messung und/oder Berechnung aus Messwerten —die Beschleunigungswerte umfassen können, aber nicht notwendiger Weise umfassen müssen— ein Klopfsignal anzugeben. Ein Beschleunigungssensor hat sich insbesondere zum Erfassen eines Körperschallsignals als vorteilhaft erwiesen; insbesondere als Vibration wahrnehmbarer Körperschall am Motorblock, insbesondere Zylinder, vorzugsweise Zylinderkopf.

Ein Beschleunigungssensor ist insofern weit aufzufassen und kann beispielsweise auch ein Vibrationssensor oder Schwingungsaufnehmer sein oder in sonstiger Sensor zum Erfassen einer Schwingungsamplitude im weitesten Sinne, insbesondere umfassend Körperschall oder Schall, ausgebildet sein. Es kann zusätzlich oder alternativ zu einem Beschleunigungssensor auch eine Sensoreinheit an einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein, die insofern ausgebildet ist, durch Messung und/oder Berechnung aus anderen Messwerten umfassend beispielsweise akustische Messwerte ein Klopfsignal anzugeben.

Das physikalische Schallmesssignal wird vom Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, erfasst; das aufgrund dessen Erfassung im Beschleunigungssensor, insbesondere im Klopfsensor, erzeugte “elektronische“ Signal oder dergleichen Signal wird als Klopfsignal bezeichnet, das dem physikalischen Schallmesssignal zugeordnet ist.

Unter einem Klopfsignal ist insofern im Sinne dieser Anmeldung jedes Messsignal zu verstehen, dass in erkennbarer Weise auf ein unregelmäßiges Zündverhalten hinweist; insbesondere in erkennbarer Weise auf einen Zündaussetzer und/oder keinen Zündaussetzer (insofern normalem Zündbetrieb) hinweist - also auf einen Arbeitstakt hinweist, der einen Zündaussetzer und/oder keinen Zündaussetzer (insofern normalem Zündbetrieb) aufweist.

Insbesondere umfasst ein erfindungsgemäßer Beschleunigungssensor auch eine Sensoreinheit, die in Form eines ausgebildeten sogenannten Klopfsensors gebildet ist, nämlich wie einige davon in der eingangs genannten Art beschrieben sind.

Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung in einem zweiten Aspekt auch auf eine Steuerumgebung einer Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung, vorzugsweise Motorsteuerung (ECU), mit der Sensor- und Auswerte-Einrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung.

Dabei weist die Steuereinrichtung das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul und die Steuersensorik umfassend den Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, auf, der mit dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul signalverbunden ist. Weiter weist die Steuerumgebung auf:

- eine Gebereinheit zum Erfassen des Arbeitsspielwinkels, insbesondere mittels des Kurbelwinkels, eines Zylinders der Brennkraftmaschine, insbesondere ein Messrad an der Brennkraftmaschine zum Erfassen eines Arbeitsspielwinkels eines Zylinders der Brennkraftmaschine, insbesondere ein Messrad in Form eines Geberzahnrads, wobei die Gebereinheit mit dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul signalverbunden ist. Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung in einem dritten Aspekt auch auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere Otto - oder Dieselmotor, aufweisend eine Steuerumgebung gemäß dem Konzept der Erfindung und/oder mit einer Steuereinrichtung, vorzugsweise Motorsteuerung (ECU), und/oder mit der Sensor- und Auswerte-Einrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung zum Erkennen eines Zündaussetzers.

Die Brennkraftmaschine weist eine Anzahl von Zylindern auf und ein Zylinder hat ein oder mehrere Einlass- und Auslassventile hat, optional zudem eine Zündeinheit und/oder Einspritzeinheit. Die Brennkraftmaschine ist derart ausgebildet, dass

- ein Arbeitsmedium im Zylinder zur Zündung und Verbrennung umsetzbar ist unter Antrieb eines Kolbens im Zylinder, der das Arbeitsspiel zum Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstößen des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub taktet, wobei das Ansaugen mit einem Öffnen des Einlassventils verbunden ist und das Ausstößen mit einem Öffnen des Auslassventils verbunden ist, und

- die Einlass- und Auslassventile mittels einem Ventiltrieb über einen Arbeitsspielwinkel des Arbeitsspiels für das Arbeitsmedium betätigbar sind.

Unter einer Brennkraftmaschine ist ein Verbrennungsmotor -im Folgenden auch kurz „Motor“— im eigentlichen Sinne zu verstehen. Insbesondere betrifft das einen Otto - oder Dieselmotor. Ein Verbrennungsmotor umfasst regelmäßig einen entsprechenden Motorblock mit einer Anzahl von Zylindern.

Ein Zylinder hat ein oder mehrere Einlass- und Auslassventile, optional zudem eine Zündeinheit und/oder Einspritzeinheit. Die Einlass- und Auslassventile sind mittels einem Ventiltrieb über einen Arbeitsspielwinkel des Arbeitsspiels für das Arbeitsmedium betätigbar. Der Ventiltrieb umfasst üblicherweise eine von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle und darüber mittels Stößelstange und Kipphebel aktuierbare Einlass- und Auslassventile.

Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens auf ein eingangs genanntes Verfahren zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einer Brennkraftmaschine, aufweisend eine Steuereinrichtung und eine mit der Steuereinrichtung signalverbundene Steuersensorik, wobei - die Steuersensorik einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, zum Erfassen eines Schallmesssignals am Zylinder aufweist, wobei der Beschleunigungssensor ein dem Schallmesssignal zugeordnetes Klopfsignal bereitstellt,

- ein Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul aufweist, das ausgebildet ist zum Erfassen und Auswerten eines Klopfsignals.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren gekennzeichnet durch die Schritte, dass:

- einem Arbeitsspielbereich nach dem Öffnen des Auslassventils ein auswerterelevanter Arbeitsspielwinkelbereich zugeordnet wird,

- das Schallmesssignal am Zylinder vom Klopfsensor wenigstens für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich erfasst wird, und

- das dem Schallmesssignal zugeordnete Klopfsignal für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich auswertbar dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul zugeführt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

Bei dem Verfahren insbesondere vorgesehen, dass ein Arbeitsmedium im Zylinder zur Zündung und Verbrennung umgesetzt wird unter Antrieb eines Kolbens im Zylinder, der das Arbeitsspiel zum Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstößen des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub taktet, wobei

- das Ansaugen mit einem Öffnen des Einlassventils verbunden ist und das Ausstößen mit einem Öffnen des Auslassventils verbunden ist, und

- der Beschleunigungssensor, das mit dem Ausstößen des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils, verbundene Schallmesssignal am Zylinder, sensorisch erfasst. Zündaussetzer werden gemäß dem Konzept der Erfindung in einer vorteilhaften und gegenüber dem Stand der Technik überraschend einfachen und gleichwohl verlässlichen Weise mithilfe eines Beschleunigungssensors, insbesondere Klopfsensors, erfasst.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass das Schallmesssignal am Zylinder dem Ausstoßtakt ganz oder teilweise als auswerterelevanter Arbeitsspielwinkelbereich zugeordnet ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass das Schallmesssignal ein Körperschallmesssignal am Zylinder, insbesondere Zylinderkopf, und/oder ein akustisches Schallmesssignal in der Umgebung des Zylinders, insbesondere des Zylinderkopfs, umfasst. Am Zylinderkopf ist ein Schallmesssignal mit besonders gutem Signal/Hintergrund- und/oder geringem Rauschpegel messbar.

Bevorzugt ist der Beschleunigungssensor ein Piezosensor, insbesondere in Form eines MEMS (Micro-Elektro-Mechanischer-System)-Sensors gebildet. Diese Art der Realisierung erlaubt eine vergleichsweise platzsparende und vor der Umgebung geschützt unterbringbare Sensorform.

Vorteilhaft ist der auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich vorbestimmt. Insbesondere kann er -beispielsweise motorabhängig anpassbar— variabel aber fest vorgegeben werden. Das Schallmesssignal ist am Zylinder insofern dem Ausstoßtakt ganz oder teilweise als auswerterelevanter Arbeitsspielwinkelbereich zugeordnet.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul zum Erfassen und/oder Integrieren des Klopfsignals für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich ausgebildet ist. Diese Maßnahme erweist sich als vorteilhaft zur Verbesserung des „Signal zu Rausch“ -Verhältnis. Die vorteilhafte Wahl des auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereichs gemäß dem Konzept der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass dort das Signal besonders dominant hervortritt. Gleichwohl ist die genannte Integration oder sind andere weitere Maßnahmen der Signalüberhöhung und/oder Signal Schärfung zuträglich.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul zum Vergleichen des über den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich integrierten Klopfsignals mit einem Schwellwert ausgebildet ist. Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul ausgebildet ist, aus dem erfassten und/oder integrierten Klopfsignal über den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich einen Maßwert abzuleiten, der relevant ist zum Erkennen eines Zündaussetzers, insbesondere Zündaussetzertakts.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul ausgebildet ist, den Maßwert mit dem Schwellwert zu vergleichen, wobei auf einen Zündaussetzer, insbesondere Zündaussetzertakt, erkannt wird, wenn der Maßwert unter dem Schwellwert liegt. Anders ausgedrückt, strömt ein nicht gezündetes Arbeitsmedium mit geringerem Schallmesssignalpegel aus dem Zylinder und führt zu einem entsprechend kleinerem Klopfsignalpegel. Insbesondere ist dann ein integriertes Klopfsignal entsprechend geringer bzw. liegt unter dem Schwellwert.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Erkennung von einzelnen Zündaussetzern die Basis von weitergehenden Diagnosefunktionen bildet, dies beispielsweise beim Zündkerzenmonitoring. Dabei soll die Restlebensdauer der Zündkerze geschätzt werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass die Gebereinheit zum Erfassen des Arbeitsspielwinkels ein Geberzahnrad umfasst.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass der Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, am Zylinderkopf angeordnet ist.

Vorteilhaft kann der Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, an einer bzw. mit einer Zylinderkopfschraube oder Zylinderkopfhaube am Zylinderkopf festgemacht werden. Anders ausgedrückt, gewinnt das Verfahren und die Vorrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung in dieser Weiterbildung mit einem möglichst nahe am Brennraum des Zylinders bzw. konkret nahe des Auslassventils befestigten Beschleunigungssensors, insbesondere Klopfsensors.

Am Zylinderkopf gibt es, wie sich zeigt, vergleichsweise weniger Störgeräusche. Hier kommen am Zylinderkopf insbesondere eine Haube desselben in Frage, an welcher der Beschleunigungssensor festgemacht sein kann, damit der Beschleunigungssensor, das mit dem Ausstößen des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils, verbundene Schallmesssignal am Zylinder, sensorisch erfasst. Die Haube deckt insbesondere Ventilstößel und Kipphebel ab. Ein Strömungsgeräusch des Gases beim Abströmen des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils, und das damit verbundene Schallmesssignal am Zylinder, kann dort -in oder außerhalb der Haube— besonders vorteilhaft sensorisch erfasst werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung sieht vor, dass das Schallmesssignal ein Körperschallsignal ist.

Insgesamt hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass keine zusätzlichen Sensoren sowie kein zusätzliches Messsystem inkl. Kabelbaum an der Brennkraftmaschine notwendig sind zur Zündaussetzererkennung. Das gesamte System wird dadurch günstiger sowie robuster, da weniger Sensoren und weniger Steuergeräte an der Brennkraftmaschine verwendet werden.

Die Beschleunigungssensoren, insbesondere Klopfsensoren, sind um ein vielfaches günstiger sowie deutlich robuster und haltbarer im Vergleich zu den teuren Zylinderdruck- sowie Einzelabgastemperatursensoren. Sowohl der Zylinderdrucksensor als auch der Einzelabgastemperatursensor benötigt je Zylinder eine zusätzliche Bohrung im Motor.

Eine Sensor-Einrichtung umfasst den Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, und eine Kabelverbindung mit einer Schnittstelle.

Die Schnittstelle kann mit der Steuereinrichtung und/oder einem Daten-BUS, beispielsweise einem BUS eines Fahrzeugs, z. B. einem CAN-BUS verbunden werden. Eine solche Einrichtung kann also mittels dem Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, ein Schallmesssignal aufnehmen und so die Klopferkennung an der Brennkraftmaschine im Rahmen der Sensor- und Auswerte-Einrichtung durchführen; das dem Schallmesssignal entsprechende Klopfsignal kann mittels einer solchen Einrichtung an die Steuereinrichtung übermittelt werden. Bevorzugt kann bereits eine vorhandene Einrichtung auch die Auswertung der Klopfsignale auf mögliche Zündaussetzer übernehmen.

Da beispielsweise die oben genannte Einrichtung an der Brennkraftmaschine zur Klopferkennung ohnehin verbaut wird, kann diese auch zur Zündaussetzererkennung verwendet werden. Einzelne Zündaussetzer können mittels Klopf- und Zylinderdrucksensorik erkannt werden, nicht jedoch mittels einer Einzelabgastemperatursensorik aufgrund der Trägheit der Einzelabgastemperatursensorik. Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

FIG. 1 A eine schematische Darstellung eines Zylinders mit Kolben und Ventiltrieb gemäß dem Konzept der Erfindung einer symbolisch dargestellten Gebereinheit zum Erfassen eines Arbeitsspielwinkels, einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, zum Erfassen eines Schallmesssignals am Zylinder sowie eine Steuereinrichtung mit einem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Form der Erfindung;

FIG. 1B eine beispielhafte Darstellung des Arbeitsspiels eines Kolbens im Zylinder, das über den Kolbenhub zum Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstößen des Arbeitsmediums getaktet ist, wobei dazu der Ventilhub eines Auslassventils (links) und eines Einlassventils (rechts) am Zylinder über den Kurbelwinkel für zwei Umdrehungen gemäß einem Arbeitsspiel dargestellt ist; FIG. 2 eine beispielhafte Darstellung eines Klopfsignals an einem Zylinder, wobei ein erstes Klopfsignal für ein Arbeitsspiel ohne Verbrennung (ASoV) und ein zweites Klopfsignal für ein Arbeitsspiel mit Verbrennung (ASmV) über den Arbeitsspielwinkel wie in FIG. 1B dargestellt ist für einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor, zur Erfassung eines Klopfsignals, vor allem für das Auslassventil;

FIG. 3 A Zylinderdrucksignale für eine Anzahl Arbeitsspiele, wobei ein Zylinderdrucksignal jeweils berechnet ist über einen jeweiligen Arbeitsspielwinkelbereich, wobei jeder der dargestellten Werte den indizierten Mitteldruck über die Hochdruckphase (IMEPH) bei einem jeweiligen Arbeitsspiel als einen Wert dargestellt, d.h. einen Zylinderdruckwert pro Arbeitsspiel für die Anzahl Arbeitsspiele;

FIG. 3B für die gleiche Anzahl Arbeitsspiele wie in FIG. 3 A jeweils berechnete Klopfsignale, wobei jeder dargestellte Wert ein integriertes Klopfsignal darstellt, das dem gemäß dem Konzept der Erfindung auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich nach dem Öffnen des Auslassventils, insbesondere dem in FIG. 1B und FIG. 2 mit „X“ gekennzeichneten auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich zugeordnet ist;

FIG. 4 eine schematische Darstellung der Sensor- und Auswerte-Einrichtung für eine in FIG. 1A dargestellte Brennkraftmaschine mit den Komponenten gemäß dem Konzept der Erfindung und mit einer schematisch dargestellten Funktionalität einer Signalerfassung und/oder Auswertemodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;

FIG. 5 eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß dem Konzept der Erfindung zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einem Brennkraftmaschine einer Brennkraftmaschine mit einer Sensor- und Auswerteeinheit gemäß einem der bevorzugten zuvor dargestellten Ausführungsbeispiele.

FIG. 1A zeigt eine Brennkraftmaschine mit Steuerumgebung 100. In einer bevorzugten Ausführungsform weist diese eine symbolisch dargestellte Brennkraftmaschine; im Folgenden Verbrennungsmotor 10 (kurz Motor 10) auf. Der Motor 10 ist mit einer Sensor- und Auswerte-Einrichtung 1 versehen, die ausgebildet ist zum Erkennen eines Zündaussetzers bei dem Motor 10. Die Brennkraftmaschine ist im Sinne eines Verbrennungsmotors 10 zu verstehen; der wird also im Folgenden auch als Motor 10 bezeichnet.

Von dem Motor 10 ist vorliegend beispielhaft ein einzelner Zylinder Z mit seinem Kolben K dargestellt, der über ein Pleuel P in an sich bekannter Weise mit einer Kurbelwelle KW des Motors 10 zur Übertragung der Antriebsleistung auf den Kolben an die Kurbelwelle KW wirkverbunden ist; d.h. zur Übertragung der Antriebsleistung vom Kolben an/auf die Kurbelwelle wirkverbunden ist. Insofern ist in FIG. 1 A schematisch der Motorblock des Motors 10 mit Zylinder Z, Kurbelwelle KW und Nockenwellen NW 1, NW2 des Motors 10 dargestellt.

Die Kurbelwelle KW und die —im vorliegenden Fall untenliegend— schematisch gezeigten Nockenwellen NW 1, NW2 sind Teil eines hier beispielhaft und lediglich symbolisch dargestellten Ventiltriebs 11. Der Ventiltrieb 11 ist insgesamt ausgebildet, die ebenfalls hier symbolisch dargestellten Einlass- und Auslassventile EV, AV des Motors 10 zu betätigen. Den entsprechenden Ventilhub für ein Einlassventil EV bzw. Auslassventil AV als beispielhafter Ausdruck des Arbeitsspiels ist in FIG. 1B insofern als Ventilhub über einen Kurbelwinkel (p dargestellt.

Das Arbeitsspiel ist in an sich bekannter Weise zu verstehen als aufeinanderfolgende Taktung zum Ansaugen TI, Verdichten T2, Arbeiten T3 und Ausstößen T4 des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub; abgestimmt auf den Kolbenhub ist insofern der Verlauf des Ventilhubs - ein beispielhafter Ventilhub ist in FIG. 1B dargestellt. Konkret wird ein Arbeitsmedium im Zylinder Z zur Zündung und Verbrennung umgesetzt unter Antrieb des Kolbens K im Zylinder Z, der das Arbeitsspiel zum Ansaugen TI, Verdichten T2, Arbeiten T3 und Ausstößen T4 des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub taktet, wobei das Ansaugen mit einem Öffnen des Einlassventils EV verbunden ist und das Ausstößen mit einem Öffnen des Auslassventils AV verbunden ist.

Gemäß dem Konzept der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Beschleunigungssensor, insbesondere der Klopfsensor 20, ausgebildet ist, das mit dem Ausstößen des Arbeitsmediums, insbesondere zwischen dem Beginn Xs des Ausstoßens des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils, und dem Ende XE des Ausstoßens des Arbeitsmediums, insbesondere vor dem Schließen des Auslassventils AV, verbundene Schallmesssignal SM am Zylinder Z, sensorisch zu erfassen. Dies wird im Folgenden näher erläutert: Insbesondere ist zu verstehen, dass in dem hier mit X dargestellten und hervorgehobenen auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich X des Kurbelwinkels (p -zwischen Beginn XS und Ende XE in Einheiten des Kurbelwinkels (p — nach dem Öffnen des Auslassventils AV, - also im Takt des Ausstoßens T4, ein Schallmesssignal am Zylinder Z vom Klopfsensor 20 wenigstens für diesen hier auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich X erfassbar ist. Das Schallmesssignal ist also das mit dem Ausstößen des Arbeitsmediums verbundene Schallmesssignal SM erfassbar am Zylinder Z zwischen dem Beginn XS (nachdem das Ausstößen des Arbeitsmediums begonnen hat, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils) und dem Ende XE (bevor das Ausstößen des Arbeitsmediums endet, insbesondere vor dem Schließen des Auslassventils).

Dazu zeigt in FIG. 1A wiederum die Sensor- und Auswerte-Einrichtung 1, den Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor 20, die Gebereinheit 30 und die Steuereinrichtung 40, vorzugsweise Motorsteuerung (ECU), mit einem noch in Bezug auf FIG. 4 näher zu erläuternden Signalerfassung und/oder Auswertemodul 50, das vorliegend nur symbolisch angedeutet ist.

Die vorliegend symbolisch dargestellte Brennkraftmaschine, im Folgenden auch Motor 10, weist eine optionale jedoch gleichwohl in einer bevorzugten Ausführungsform vorhandene Zündeinheit und/oder Einspritzeinheit 12, 14 auf, die hier der Einfachheit halber als symbolischer Injektor zur Kenntnisnahme dargestellt ist; die Zündeinheit mit Zündkerze und dergleichen sieht jedoch verständlicherweise anders aus und ist auch anders angeordnet im Zylinder. Der Zylinder Z selbst weist eine Zylinderhülse ZI und einen Zylinderkopf Z2 auf, deren Details an sich bekannt sind. Die Zylinderhülse ZI dient zur Führung des Kolbens K in seiner Auf- und Abbewegung während des Arbeitsspiels. Der Zylinderkopf Z2 trägt eine Einspritzeinheit 12 mit hier symbolisch dargestelltem Injektor. Ebenso kann im Zylinderkopf Z2 über eine geeignete Öffnung in den Zylinderinnenraum des Zylinders oberhalb des Kolbens K eine Zündkerze oder dergleichen zündendes Element einer Zündeinrichtung 14 vorgesehen sein.

Der Zylinderkopf Z2 hat außerdem geeignete Krümmeröffnungen zur Aufnahme einer oder mehrerer Einlassventile EV zum Zylinderinnenraum und entsprechend einer oder mehrerer Anordnungen von Auslassventilen AV ebenfalls zum Zylinderraum des Zylinders Z mit dem Kolben K. Des Weiteren ist über eine entsprechende Krümmerzuführung an den Zylinderkopf Z2 eine Zuluftführung 16 und eine Abgasführung 18 angeschlossen. Mit der über den Ventiltrieb 11, in der oben erläuterten Weise, erfolgenden Aktivierung der Einlass- und Auslassventile AV, EV gelangt Zuluft über die Zuluftführung 16 in den Zylinderinnenraum, das heißt oberhalb des Kolbens K, innerhalb der Zylinderhülse ZI über das Einlassventil EV. Die Regelung der Zuluft kann über eine Drosselklappe 17 erfolgen. Die Drosselklappe 17 kann mit entsprechender Signalverbindung über einen Bus (bspw. einen Can-Bus) mit der Steuereinrichtung 40 signalverbunden sein; dies zur Regelung der Zuluft und damit zur Einsteuerung eines optimierten Verhältnisses von Arbeitsmedium, wie Gas, einerseits und Zuluft im richtigen Lamb da- Verhältnis andererseits. Die Signalverbindung übermittelt entsprechende Drosselklappen-Eingangssignale DKin und Ausgangssignale DKaus.

Das Arbeitsmedium wird über den Injektor 12 zugeführt kurz vor einem oberen Totpunkt (OT) im Arbeitsspiel AS, das wie erläutert in FIG. 1B symbolisch dargestellt ist.

Nach dem Ansaugen TI schließt das Einlassventil EV. Es folgt der Arbeitstakt des Verdichtens T2 und Arbeitens T3 bei geschlossenem Einlass- und Auslassventil EV, AV.

Zum Ausstößen T4 öffnet das Auslassventil AV. In diesem Arbeitstakt des Ausstoßens T4 ist das Einlassventil EV geschlossen und das Auslassventil AV geöffnet.

Der gesamte Takt des Ausstoßens T4 ist im linken Bereich der FIG. 1B als Öffnungshub des Ventilhubs für das Auslassventil AV dargestellt, über den Winkelbereich, das heißt den Kurbelwellenwinkel, wie er dort gezeigt ist, vorliegend wenigstens zwischen Xs=140° und XE=360° des Taktes des Ausstoßens T4. Bei dem vorliegenden Beispiel kann sie auch wenigstens zwischen Xs=l 11° und XE=380° für den Takt des Ausstoßens T4 betragen.

Der darin auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich X kann variabel aber fest vorgegeben sein, individuell für einen Zylinder; er ist insofern also vorbestimmt. Die Maßzahl des Kurbelwellenwinkels kann anders gewählt sein.

Die Abgase aus dem Zylinderinnenraum innerhalb der Zylinderhülse ZI oberhalb des Kolbens K können bei geöffnetem Auslassventil AV über die Abgasleitung 18 aus dem Zylinder Z entweichen. Zwischen dem Beginn Xs des Ausstoßens des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils, und dem Ende XE des Ausstoßens des Arbeitsmediums, insbesondere vor dem Schließen des Auslassventils, wird ein Schallmesssignal am Zylinder erfasst.

Die insbesondere im auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich X -zwischen Beginn Xs und Ende XE des Ausstoßens— auftretenden Schall-Messsignale werden im Einzelnen von FIG. 2 — und deren Auswertung anhand von FIG. 3 A, FIG. 3B— noch erläutert.

Das physikalische Schallmesssignal wird vom Klopfsensor 20 erfasst; das aufgrund dessen Erfassung im Klopfsensor 20 erzeugte “elektronische“ Signal oder dergleichen Signal wird als Klopfsignal KS bezeichnet, das dem physikalischen Schallmesssignal zugeordnet ist.

Vorliegend ist zu bemerken, dass die für die Sensor- und Auswerte-Einrichtung 1 relevanten Signale, wie das Gebersignal GS der Gebereinheit 30 und das Klopfsignal KS des Beschleunigungssensors, insbesondere des Klopfsensors 20, in dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul 50 erfasst werden. Das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul 50 kann, muss aber nicht, als Teil der Steuereinrichtung 40, vorzugsweise Motorsteuerung (ECU), gebildet sein.

Insbesondere kann das Klopfsignal KS allgemein von Sensoren erfasst werden, die ausgebildet und eingerichtet sind, das Klopfsignal KS oder ein dergleichen Signal zu erfassen. Das Klopfsignal KS oder dergleichen Signal kann insbesondere direkt, respektive analog, an Steuereinrichtung 40 als Sensor- und Auswerteeinrichtung übermittelt werden. Beispielsweise kann -wie hier in Fig. 1 A dargestellt ist— ein Klopfsignal KS oder dergleichen Signal direkt, respektive analog an einen Eingang „IN“ der Steuereinrichtung 40 übermittelt werden. Ein Ausgang „OUT“ der Steuereinrichtung 40 kann mit der weiteren Peripherie des Motors 10 bzw. der Brennkraftmaschine 100 signalverbunden sein. Diese Signalübertragung hat sich als vergleichsweise einfach implementierbar und nachrüstbar erwiesen.

Zusätzlich oder alternativ (hier nicht dargestellt) kann das Klopfsignal KS oder dergleichen Signal auch digitalisiert werden und über den BUS geleitet werden; auch so kann das Klopfsignal KS oder dergleichen Signal an die Steuereinrichtung 40 als Sensor- und Auswerteeinrichtung übermittelt werden. Die Steuereinrichtung 40 ist auch mit weiteren Eingängen und dem BUS signalverbunden und so mit der weiteren Peripherie des Motors 10 bzw. der Brennkraftmaschine mit Steuerumgebung 100 signalverbunden zum Austausch von eingehenden und ausgehenden Signalen.

Die Gebereinheit 30 ist vorliegend als Zahnrad ZR der Kurbelwelle KW winkelfest montiert und kann über einen Zahn Z0 bspw. den oberen Totpunkt beim Kurbelwinkel (p=360° markieren, wie dies in FIG. 1B zusätzlich kenntlich gemacht ist beim Wechselspiel von Einlassventil EV und Auslassventil AV.

Wie in FIG. 4 näher dargestellt ist, kann also als Teil des Motors 10 die Gebereinheit 30 bspw. in Form eines geeigneten Zahnrades ZR mit Zeiger ZO ausgebildet sein, einen Arbeitsspielwinkel (p zu erfassen. Entsprechend wird einem mit dem Beschleunigungssensor, insbesondere vorliegend dem Klopfsensor 20, erfassten Schallmesssignal SM in einem Arbeitsspielwinkel ein entsprechendes Klopfsignal KS dem Arbeitsspielwinkel zugeordnet.

Das Klopfsignal KS wird vor allem in dem mit X bezeichneten Arbeitsspielwinkelbereich, der auswerterelevant ist, von der Motorsteuereinri chtung 40 (allgemein auch ECU genannt) erfasst; es kann jedoch auch eine andere Erfassungs- und/oder Steuereinheit beim Motor 10 vorgesehen sein, um das Klopfsignal KS zu erfassen.

Der im Arbeitsspiel als auswerterelevanter Arbeitsspielwinkelbereich X kann variabel aber fest vorgegeben sein, individuell für einen Zylinder; er ist insofern also vorbestimmt. Die Maßzahl des Kurbelwellenwinkels dafür kann anders gewählt sein.

Der auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich X beträgt vorliegend konkret und besonders bevorzugt einen Arbeitsspielwinkel (p zwischen Xs =150° und XE=210° im Arbeitsspiel. Die den Beschleunigungssensor umfassende Sensor-Einrichtung, insbesondere der Klopfsensor 20, erfasst also das Schallsignal am Zylinder Z, bevorzugt am Zylinderkopf ZK, und gibt ein dem Schallsignal zugeordnetes Klopfsignal KS in diesem auswerterelevanten vorbestimmten und ggfs. vorbestimmt variabel einstellbaren Arbeitsspielwinkelbereich X an das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul 50. Der Arbeitsspielwinkelbereich kann, anders als der beispielhaft dargestellte Arbeitsspielwinkelbereich X, auch einen größeren Winkelbereich oder einen kleineren Winkelbereich als Teil des Ausstoßtaktes T4 umfassen. Der auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich X beginnt aber mit oder jedenfalls kurz nach dem Ausstößen des Arbeitsmediums, insbesondere mit dem Beginn (Xs) des Ausstoßens des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils. Der auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich X kann bis zum obersten Hubpunkt des Auslassventils AV reichen; es umfasst aber insbesondere einen Bereich von vergleichsweise großer Öffnungsweite des Auslassventils AV, also wo eine relativ große Strömung von Arbeitsmedium vorliegt. Es zeigt sich, wie anhand von FIG. 2 erläutert, dass dort das Schallmesssignal SM und entsprechend das Klopfsignal KS vergleichsweise groß ist gemäß dem Konzept der Erfindung.

Der Arbeitsspielwinkel, respektive gemessen über den Kurbelwinkel cp, ist also einem Klopfsensorsignal KS zugeordnet und wird dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul 50 übermittelt. Das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul 50 weist insofern eine Erfassungsschnittstelle 51 auf, in welcher das Klopfsensorsignal als Funktion des Arbeitsspielwinkels, respektive des Kurbelwinkels cp, der weiteren Verarbeitung in der Signalerfassung und/oder Auswertemodul 50 verfügbar gemacht wird.

Ein Rechenmodul 52 des Signalerfassungs- und/oder Auswertemoduls 50 ist ausgebildet, eine Integraloperation durchzuführen für die Funktion des Klopfsensorsignals KS über den Arbeitsspielwinkel, respektive über den Kurbelwinkel cp, für den Arbeitsspielwinkelbereich X, der auswerterelevant ist. Der insofern sich dadurch ergebene Integralwert IKS erweist sich als relevanter Maßwert, abgeleitet aus dem Klopfsensorsignal über dem Arbeitsspielwinkelbereich X. Der Maßwert IKS kann als Vergleichswert zum Vergleich mit einem Schwellwert SW herangezogen werden, wobei der Schwellwert SW ein ggfs. Parameter k abhängiger Schwellwert SW ist, der geeignet ist, zu erkennen, ob ein Zündaussetzer oder allgemeiner gesagt ein Verbrennungsaussetzer vorliegt oder nicht. In einem Vergleichsmodul 53 erfolgt insofern im Rahmen der Signalerfassung und/oder des Auswertemoduls 50 die Abfrage, ob der Maßwert, das heißt der Integralwert über den Arbeitsspielwinkelbereich X betreffend das Klopfsignal KS über den Winkel des Arbeitsspiels cp, über dem insofern relevanten Schwellwert SW liegt oder nicht. Der Schwellwert kann situations- oder anlagenabhängig je nach Gestaltung des Zylinders Z des Motors 10 insofern individuell über den Parameter k eingestellt werden.

Ist der Abfragewert positiv „Y“ insofern, dass der Integralwert IKS unter dem Schwellwert SW (k) liegt, kann auf einen Zündaussetzer erkannt werden; ein Indikatormodul 54 ist demnach ausgebildet, den Erkennungswert „ZA“ auf einen „Zündaussetzer“ ZA an eine übergeordnete oder mit der Signalerfassung und/oder Auswertemodul 50 realisierten Steuereinrichtung weiterzugeben. Die Steuereinrichtung kann bspw. die Fahrzeugsteuerung 40 am Bus des den Motor 10 tragenden Fahrzeugs realisiert sein.

Ist dagegen der Abfragewert aus der Vergleichseinheit 53 negativ „N“ insofern, dass der Integralwert IKS oberhalb des Schwellwerts SW (k) liegt, kann darauf erkannt werden, dass kein Zündaussetzer vorliegt. Insofern wird der Signalwert „kZA“ für „keinen Zündaussetzer“ an die Steuereinrichtung 40 weitergegeben wird.

Im vorliegenden Fall einer bevorzugten Ausführungsform ist der Arbeitsspielwinkelbereich derjenige, der unmittelbar nach Öffnen des Auslassventils AV folgt. Wie anhand von FIG. 1B erläutert, ist das derjenige Bereich des Auslasstaktes T4, welcher eine relativ hohe Steigung nach dem Öffnen des Auslassventils AV hat; also hier der Arbeitsspielwinkelbereich wenigstens zwischen 150° und etwas mehr als 200°, insbesondere zwischen 140° und 210° - ggfs. kann der auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich aber auch größer sein und zwischen 90° und 360° betragen. Da der Winkelbereich des Arbeitsspiels X im Grunde von der Zapfenkontur der Nockenwelle abhängt; also vorliegend der symbolisch eingezeichneten Nockenwelle NW 1, 11 in FIG. 1A, kann im Grunde kein allgemein gültiger Wert dafür angegeben werden. Es zeigt sich aber, dass dieser Arbeitsspielwinkelbereich, welcher auswerterelevant ist, bei einem in etwa bevorzugt 150° Arbeitsspielwinkel (p umfassenden Bereich wenigsten 50° nach Öffnen des Auslassventils (unter Berücksichtigung eines Ventilspiels) im Takt des Ausstoßens T4 umfasst; dies stellt den maßgeblichen Ventilhub des Auslassventils AV dar. Ein maßgeblicher Öffnungsanteil des Ventilhubs beim Auslassventil AV beträgt vorliegend wenigstens 5 % des maximalen Ventilhubs. Konkret wird man eine Schallmesssignal SM ab einem realen Öffnen des Auslassventils AV für beispielsweise (p= 30°-60° oder mehr erfassen; bevorzugt für 50°. Der tatsächliche Öffnungswinkel lässt sich bei Fig. 1B durch rückwärtiges Extrapolieren der Tangente an die Kurve (eingezeichnet) ermitteln; dies hängt zudem vom Ventilspiel ab.

Der diesem Erkennungsansatz eines Zündaussetzers zugrundeliegende Erkenntniswert wird anhand von FIG. 2 erläutert.

In FIG. 2 ist das Signal eines Beschleunigungssensors, insbesondere Klopfsensors 20, also das Klopfsignal KS, in einer Spannungseinheit V dargestellt. Die Spannungseinheit V gibt mehr oder weniger direkt die gemessene Größe des Schallmesssignals durch den Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor 20, wieder. In FIG. 2 ist das Klopfsignal KS als Funktion des Arbeitsspielwinkels (p dargestellt. Konkret sind in FIG. 2 zwei Arten von Klopfsignalen KS dargestellt, auch wenn FIG. 2 das in den meisten Fällen des Arbeitsspielwinkels (p nur im Grundsatz zeigt, aufgrund der sich überdeckenden Signale.

Es fällt auf, dass im Arbeitsspielwinkelbereich X, das heißt zwischen einem unteren Arbeitsspielwinkel (p zwischen etwa 150° bis zu einem oberen Arbeitsspielwinkel (p von etwa 200° (das heißt der oben genannte hier beispielhafte Arbeitsspielwinkelbereich X, der in FIG. 1B gezeigt ist) ein Klopfsignal KS für ein Arbeitsspiel mit Verbrennung (kein Zündaussetzer) im Vergleich zu einem Arbeitsspiel ohne Verbrennung (Zündaussetzer) am deutlichsten bzw. vor allem in diesem Arbeitsspielwinkelbereich X deutlich auseinander fallen.

Der Hintergrund dafür ist der Folgende; nämlich, dass beim Öffnen des Auslassventils AV das verbrannte Abgas von einem Arbeitsspiel mit regulärer Verbrennung (das heißt ein Arbeitsspiel mit Verbrennung ASmV) deutlich lauter aus dem Brennraum austritt, als bei einem Arbeitsspiel ASoV ohne Verbrennung, das heißt mit Zündaussetzer. Somit lassen sich Arbeitsspiele ASmV, wie vorliegend, und ASoV, wie vorliegend, das heißt Arbeitsspiele mit Verbrennung ASmV und Arbeitsspiele ohne Verbrennung ASoV deutlich voneinander unterscheiden.

Es zeigt sich, dass dieser Unterscheidungswert, das heißt die Amplitude dessen am größten und deutlichsten nach dem Öffnen des Auslassventils AV hervortritt. Das Integrieren über diesen besonderen auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich X bringt den Unterschied zwischen einem Arbeitsspiel mit und ohne Verbrennung ASmV, ASoV am deutlichsten hervor.

Für den Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor 20 kann insofern ein Montageort geeignet sein, der am Zylinderkopf, Flammdeck oder dergleichen Nähe am Auslassventil AV gewählt ist. Beispielsweise kann ein Klopfsensor 20 über eine Schraube in den Zylinderkopf ZK des Zylinders Z des Motors 10 eingeschraubt sein. Es zeigt sich auch, dass ein Montageort am Kurbelgehäuse des Motors 10 eher weniger geeignet ist, da der Klopfsensor 20 deutlich weiter weg von dem Auslassventil AV ist und insofern eine Messaufnahme hoher ualität nicht in der hier gezeigten Form (mit Anbringung am Zylinderkopf ZK) geeignet ist. FIG. 3B zeigt nun im unteren Bereich die Werte —für die oben in Bezug auf FIG. 4 erläuterten Integralwerte IKS über den Arbeitsspielwinkelbereich X— aufgetragen als Wert für eine Vielzahl von Arbeitsspielen (wie eines beispielhaft in der FIG. 2 dargestellt ist) ausgewertet werden. Es zeigt sich, dass sich in Bereichen etwas unterhalb von 180 Arbeitsspielen bzw. etwas oberhalb von 620 Arbeitsspielen deutliche „Peaks“ (isolierte Spitzenwerte) auftreten, das heißt diese „Peaks“ (isolierte Spitzenwerte) kennzeichnen besonders kleine Werte für ein zuvor genanntes Integral über das Arbeitsspiel.

Eine Überprüfung mittels der eingangs erläuterten Messdruckprüfung am Zylinder zeigt das gleiche Bild, wobei bei einem Messdruck in der Nähe von 0 deutlich darauf zu erkennen ist, dass eine Zündung ausgesetzt hat bzw. eine Verbrennung nicht stattgefunden hat - diese Arbeitsspiele sind mit pASoV gekennzeichnet im Unterschied zu den Arbeitsspielen mit Verbrennung, die allesamt mit pASmV im oberen Teil der FIG. 3 A gekennzeichnet sind.

Außerdem zeigt der Vergleich der FIG. 3A und FIG. 3B, dass die Analyse auf Grundlage des Klopfsignals KS in der oben erläuterten Weise verlässlich und überprüfbar ist.

FIG. 5 zeigt damit insofern einen bevorzugten und qualifizierten Ablauf eines Verfahrens zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einem Motor 10. Mittels einer zuvor erläuterten, anhand von FIG. 4 symbolisch gezeigten Steuereinrichtung 1 als Teil des Motors 10 ist es möglich, das Verfahren im Zusammenspiel mit der signalverbundenen Steuersensorik 20 und der Gebereinheit 30 durchzuführen.

In einem ersten Schritt des Verfahrens 500 wird im Schritt 501 das Klopfsignal KS im Arbeitsspielwinkelbereich X, der auswerterelevant ist, erfasst. Der auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich X ist insofern allgemein ein Winkelbereich-Parameter, dessen Werte je nach verwendeter Nockenwelle bestimmbar ist.

Der hier genannte Winkelbereich kann anders aussehen. Bei den üblichen, soweit man das sagen kann, Formen von Nockenwellen umfasst ein Arbeitsspielwinkel einen Bereich von 30° bis 70°, bevorzugt 40° bis 60°, insbesondere 45° bis 50°, vorzugsweise um die 50° wie vorliegend, nach Öffnung des Auslassventils AV mit ausreichend großem Ventilhub, der jedoch andererseits nicht zu klein ist. Im Schritt 502 kann das Klopfsignal KS zunächst einem Filter zugeführt werden, der beispielsweise Teil des Erfassungsmoduls 52 der FIG. 4 sein kann.

Wie anhand des Erfassungsmoduls 52, anhand von FIG. 4 erläutert, erfolgt im Schritt 503 ein berechnen des Integrals in der zuvor erläuterten Weise im vordefinierten Arbeitsspielwinkelbereich X zur Bestimmung eines Integralwertes IKS.

Im Schritt 504 kann ein Vergleich durchgeführt werden, wie dies anhand des Vergleichsmoduls 53 der FIG. 4 erläutert ist; der Schwellwert der dargestellten Schwelle ist insofern parametrierbar, da auch hier gilt, dass der gemessene Wert noch abhängig ist von den Gegebenheiten am konkreten Motor. Ist insofern im Schritt 504 das Integral als relevanter Wert IKS bestimmt, kann im Schritt 504 ein Vergleich mit einem parametrierbar en Schwellwert SWk erfolgen. Im Ergebnis kann dann festgestellt werden, ob das gemessene Integral über der parametrierbaren Schwelle SWk liegt (d. h. kein Zündaussetzer und in Modul 54 wird der Signalwert kZA der Steuereinrichtung 40, bspw. dem Fahrzeug ECU, übermittelt) oder aber, ob das Integral IKS unter der parametrierbaren Schwelle SWk liegt (d. h. ein Zündaussetzer; das heißt in Modul 54 wird der Signalwert ZA der Steuereinrichtung 40, bspw. dem Fahrzeug ECU, übermittelt).

Im Ergebnis kann dadurch bereits aufgrund des gemessenen Signals des Beschleunigungssensors, insbesondere Klopfsensors 20, eine deutliche Diskriminierung zwischen Zuständen „Zündaussetzer ZA vorhanden“ und „keine Zündaussetzer kZA vorhanden“ getroffen werden. Das Konzept der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch das Öffnen des Auslassventils AV, das aus dem Zylinder austretende Gas, d. h. insbesondere ein verbranntes Abgas oder unter Druck stehendes (unverbranntes) Gas bei einem Arbeitsspiel mit Verbrennung ASmV deutliche Schallsignale als Geräusche oder Körperschallsignale als Druck- oder Vibrationsschwingung vor allem im Zylinderkopf verursacht, die ebenso durch den Klopfsensor KS detektiert werden.

Hintergrund ist, dass jedoch die Detektion in einem bestimmten Arbeitsspielwinkelbereich X, der sich als aus werterelevant erweist, optimal ist. Während nämlich durch das Öffnen des Auslassventils bei unverbrannter, jedoch komprimierter Luft-Gasmischung aus dem Zylinder deutlich weniger Geräusche als oben beschrieben werden bzw. deutlich weniger Körperschall entsteht, können diese beiden Fälle unmittelbar nach Öffnen des Auslassventils unterschieden werden. Der Unterschied wird besonders deutlich bei Integrieren der Funktion KS (tp) über d(p, wie dies im Auswertemodul 52 anhand der FIG. 4 erläutert ist. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Sensor- und Auswerteeinrichtung

10 Motor, Motoblock und Steuerung

11 Ventiltrieb

12 Injektor

14 Zündeinheit

16 Zuluftführung

17 Drosselklappe

18 Abgasführung

20 Klopfsensor

30 Gebereinheit

40 Steuereinrichtung, vorzugsweise Motorsteuerung (ECU)

50 Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul

51 Erfassungsschnittstelle

52 Rechenmodul

53 Vergleichsmodul

54 Indikatormodul 100 Brennkraftmaschine mit Steuerumgebung

500, 501, 502, 503, 504 Verfahrensschritt

AS Arbeitsspiel ASmV Arbeitsspiel mit Verbrenner ASoV Arbeitsspiel ohne Verbrenner DKin Drosselklappe EINgangssignal DKaus Drosselklappe AUSgangssignal

GS Gebersignal

IKS Integralwert, erfasstes und/oder integriertes Klopfsignal KS

IN Eingang

OUT Ausgang pASoV Arbeitsspielen ohne Verbrennung basierend auf Druckmessung pASmV Arbeitsspielen mit Verbrennung basierend auf Druckmessung k Parameter K Kolben KS Klopfsignal

KW Kurbelwelle kZA kein Zündaussetzer

ZA Zündaussetzer NW1, NW2 Nockenwelle

OT oberer Totpunkt

P Pleul

SM Schallmesssignal

SW Schwellwert SW (k) parametrierbarer Schwellwert

T1 Ansaugen

T2 Verdichten

T3 Arbeiten

T4 Ausstößen V Spannungseinheit

AV Auslassventil

EV Einlassventil

X, Xs, XE Arbeitsspielwinkelbereich, Start und Ende desselben

Y Abfragewert Z Zylinder P Kurbelwinkel

Z0 Zahn

Z1 Zylinderhülse

Z2 Zylinderkopf ZO Zeiger

ZK Zylinderkopf

ZR Zahnrad

Claims

ANSPRÜCHE

1. Sensor- und Auswerte-Einrichtung (1) ausgebildet zum Erkennen eines Zündaussetzers (ZA) bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Verbrennungsmotor (10), aufweisend:

- eine Steuersensorik, die einen Beschleunigungssensor, insbesondere einen Klopfsensor (20) zum Erfassen eines Schallmesssignals (SM) am Zylinder (Z) aufweist, wobei der Beschleunigungssensor ein dem Schallmesssignal (SM) zugeordnetes Klopfsignal (KS) bereitstellt,

- ein Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50), das ausgebildet ist zum Erfassen und Auswerten des Klopfsignals (KS), dadurch gekennzeichnet, dass

- einem Arbeitsspielbereich nach dem Öffnen des Auslassventils einem auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) zugeordnet ist, und

- das Schallmesssignal am Zylinder vom Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor (20) wenigstens für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich erfassbar ist, und

- das dem Schallmesssignal (SM) zugeordnete Klopfsignal (KS) für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) auswertbar dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50) zuführbar ist.

2. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallmesssignal am Zylinder dem Ausstoßtakt ganz oder teilweise als auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) zugeordnet ist.

3. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallmesssignal ein Körperschallmesssignal am Zylinder, insbesondere Zylinderkopf, und/oder ein akustisches Schallmesssignal in der Umgebung des Zylinders, insbesondere des Zylinderkopfs, umfasst.

4. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor ein Piezosensor, insbesondere in Form eines MEMS (Micro-Elektro-Mechanisches-System)-Sensors gebildet ist.

5. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auswerterelevante Arbeitsspielwinkelbereich (X) vorbestimmt, insbesondere variabel aber fest vorgebbar ist.

6. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul zum Erfassen und/oder Integrieren des Klopfsensorsignals über den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich ausgebildet ist.

7. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50) zum Vergleichen des über den aus werterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) integrierten Klopfsignals (KS) mit einem Schwellwert ausgebildet ist.

8. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul ausgebildet ist, aus dem erfassten und/oder integrierten Klopfsignal (KS) über den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) einen Maßwert abzuleiten, der relevant ist zum Erkennen eines Zündaussetzers (ZA), insbesondere Zündaussetzertakts.

9. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50) ausgebildet ist, einen Maßwert mit einem Schwellwert zu vergleichen, wobei auf einen Zündaussetzer (ZA), insbesondere Zündaussetzertakt, erkannt wird, wenn der Maßwert unter dem Schwellwert liegt.

10. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebereinheit zum Erfassen des Arbeits spiel winkel s ein Geberzahnrad umfasst.

11. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klopfsensor (20) am Zylinderkopf (ZK) angeordnet ist.

12. Sensor- und Auswerte-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein Arbeitsmedium im Zylinder zur Zündung und Verbrennung umsetzbar ist unter Antrieb eines Kolbens im Zylinder, der das Arbeitsspiel zum Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstößen des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub taktet, wobei das Ansaugen mit einem Öffnen des Einlassventils verbunden ist, und das Ausstößen mit einem Öffnen des Auslassventils verbunden ist, und

- der Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor (20), ausgebildet ist, das mit dem Ausstößen des Arbeitsmediums, insbesondere zwischen dem Beginn (Xs) des Ausstoßens des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils, und dem Ende (XE) des Ausstoßens des Arbeitsmediums, insbesondere vor dem Schließen des Auslassventils AV, verbundene Schallmesssignal (SM) am Zylinder Z, sensorisch zu erfassen.

13. Steuerumgebung (100) einer Brennkraftmaschine (10) mit einer Steuereinrichtung (40), vorzugsweise Motorsteuerung (ECU), mit der Sensor- und Auswerte-Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (40) das Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50) und die Steuersensorik umfassend den Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor (20), aufweist, der mit dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (40) signalverbunden ist, und weiter aufweisend:

- eine Gebereinheit (30) zum Erfassen des Arbeits spiel winkel s, insbesondere Kurbelwinkels (tp), eines Zylinders der Brennkraftmaschine (10), insbesondere ein Messrad an der Brennkraftmaschine (10) zum Erfassen eines Arbeits spiel winkel s eines Zylinders (Z) der Brennkraftmaschine (10), insbesondere ein Messrad in Form eines Geberzahnrads, wobei die Gebereinheit (30) mit dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50) signalverbunden ist.

14. Brennkraftmaschine, insbesondere Otto - oder Dieselmotor, aufweisend eine Steuerumgebung (100) nach Anspruch 13 und/oder mit einer Steuereinrichtung (40), vorzugsweise Motorsteuerung (ECU), und/oder mit der Sensor- und Auswerte-Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Erkennen eines Zündaussetzers, wobei

- die Brennkraftmaschine (10) eine Anzahl von Zylindern aufweist und ein Zylinder (Z) ein oder mehrere Einlass- und Auslassventile hat, optional zudem eine Zündeinheit und/oder Einspritzeinheit, wobei

- ein Arbeitsmedium im Zylinder zur Zündung und Verbrennung umsetzbar ist unter Antrieb eines Kolbens im Zylinder, der das Arbeitsspiel zum Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstößen des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub taktet, wobei das Ansaugen mit einem Öffnen des Einlassventils verbunden ist und das Ausstößen mit einem Öffnen des Auslassventils verbunden ist, und - die Einlass- und Auslassventile mittels einem Ventiltrieb über einen Arbeitsspielwinkel des Arbeitsspiels für das Arbeitsmedium betätigbar sind.

15. Verfahren zum Erkennen eines Zündaussetzers bei einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, aufweisend eine Steuereinrichtung und eine mit der Steuereinrichtung signalverbundene Steuersensorik, wobei

- die Steuersensorik einen Beschleunigungssensor, insbesondere Klopfsensor (20), zum Erfassen eines Schallmesssignals am Zylinder aufweist, wobei der Beschleunigungssensor ein dem Schallmesssignal (SM) zugeordnetes Klopfsignal (KS) bereitstellt,

- ein Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul (50), das ausgebildet ist zum Erfassen und Auswerten eines Klopfsignals (KS), und das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte, dass:

- einem Arbeitsspielbereich nach dem Öffnen des Auslassventils einem auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) zugeordnet wird,

- das Schallmesssignal (SM) am Zylinder (Z) vom Klopfsensor wenigstens für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) erfasst wird, und

- das dem Schallmesssignal (SM) zugeordnete Klopfsignal (KS) für den auswerterelevanten Arbeitsspielwinkelbereich (X) ausgewertet und dem Signalerfassungs- und/oder Auswertemodul zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsmedium im Zylinder zur Zündung und Verbrennung umgesetzt wird unter Antrieb eines Kolbens im Zylinder, der das Arbeitsspiel zum Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstößen des Arbeitsmediums über seinen Kolbenhub taktet, wobei

- das Ansaugen mit einem Öffnen des Einlassventils verbunden ist und das Ausstößen mit einem Öffnen des Auslassventils verbunden ist, und

- der Beschleunigungssensor (10), das mit dem Ausstößen des Arbeitsmediums, insbesondere nach dem Öffnen des Auslassventils, verbundene Schallmesssignal am Zylinder, sensorisch erfasst.