WO2015193200A1 - Verfahren zur schätzung eines zündwinkelspätanschlages eines verbrennungsmotors sowie eine vorrichtung zur schätzung des zündwinkelspätanschlages des verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren zur schätzung eines zündwinkelspätanschlages eines verbrennungsmotors sowie eine vorrichtung zur schätzung des zündwinkelspätanschlages des verbrennungsmotors Download PDF

Info

Publication number
WO2015193200A1
WO2015193200A1 PCT/EP2015/063217 EP2015063217W WO2015193200A1 WO 2015193200 A1 WO2015193200 A1 WO 2015193200A1 EP 2015063217 W EP2015063217 W EP 2015063217W WO 2015193200 A1 WO2015193200 A1 WO 2015193200A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
cylinder
estimating
reference measurement
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/063217
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Froehlich
Uwe Mueller
Alexandra Fuchsbauer
Sabine Wegener
Guido Porten
Stefan Gottlieb
Alexander Carsten Ulrich
Juergen Maier
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2015193200A1 publication Critical patent/WO2015193200A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/151—Digital data processing using one central computing unit with means for compensating the variation of the characteristics of the engine or of a sensor, e.g. by ageing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/22—Control of the engine output torque by keeping a torque reserve, i.e. with temporarily reduced drive train or engine efficiency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for estimating a Zündwinkels Georgtanschlages an internal combustion engine, in which a moment for driving the internal combustion engine is discharged and an apparatus for performing the method.
  • a motor control in which via a firing angle of the gasoline engine, the output torque is set.
  • an actually occurring actual ignition angle of the internal combustion engine is predetermined and compared with an optimum ignition angle. If the actual ignition angle deviates from the optimum ignition angle, the torque influencing is represented by a characteristic which is referred to as the ignition angle efficiency and represents the function of a difference between the optimum ignition angle and the preset actual ignition angle. This characteristic and its inversion contribute to the calculation of the actual torque with which the internal combustion engine is controlled, and to the realization of
  • the invention is thus based on the object of specifying a method for estimating the ignition angle retardation of an internal combustion engine, in which the operating conditions of a specific internal combustion engine are taken into account.
  • this object is achieved in that, starting from a reference measurement in which the energy converted during at least one combustion is determined, a gradual Zündwinkelsharitver ein, wherein in each stage of the Zündwinkelsharitver ein the converted energy determines and a standard deviation is determined with one
  • Threshold is compared, the ignition retard stop is reached when the threshold is exceeded. Since the estimation of the ignition angle retardation is derived from the energy actually converted during combustion of the internal combustion engine, the aging or series deviations of the internal combustion engine are also taken into account, so that a precise torque calculation becomes possible.
  • the estimation of the Zündwinkels Georgtanschlages in an approximately stationary operating point of the internal combustion engine Since there is little dynamic in such a stationary operating point, the torque calculation can be set very accurately, since only small speed changes and no gear changes occur, which influence the
  • the reference measurement is performed simultaneously for all cylinders of the internal combustion engine without a torque reserve request, and then the torque reserve is increased stepwise, whereby a shift of the output ignition angle takes place late.
  • Torque reserve is understood to mean a quickly adjustable torque over the firing angle. If a retardation of the ignition angle is required by the engine control, a torque reserve is requested. As a result, the fuel charge is increased and the excess torque is reduced via the Zündwinzels Georgtver ein. If now a quick torque intervention is required, only the ignition angle needs to be adjusted to early. The required additional filling of fuel already exists.
  • the reference measurement is carried out for a cylinder without Zündwin- kelver ein, followed by a gradual Zündwinkelwinkel adjustment of the cylinder takes place. By doing so, the ride comfort of the motor vehicle remains unaffected.
  • the duration of each stage corresponds to the ignition retard adjustment of a predetermined number of working cycles of each cylinder of the internal combustion engine.
  • This method can be performed simply by software in the control unit of the motor vehicle. On additional structural components is omitted.
  • the energy converted in the combustion is determined as a function of the combustion chamber pressure of the respective cylinder of the internal combustion engine and / or variables derived therefrom. This has the advantage that signals provided for the engine control of the internal combustion engine are utilized by combustion chamber pressure sensors already installed in the internal combustion engine for estimating the ignition angle retardance.
  • the energy converted in the combustion is calculated in each cylinder of the internal combustion engine as a function of a current speed signal, in particular from individual tooth times of a sensor wheel of a crankshaft of the internal combustion engine, wherein the speed signal information about a difference of a converted physical energy or work during combustion includes the cylinder.
  • This measure represents a very cost-effective method, as can be dispensed with the costly combustion chamber pressure sensors and the estimation of the Zündwinkels Georgtanschlages can be performed only with software measures.
  • a development of the invention relates to a device for estimating a Zündwinkels Georgtanschlages an internal combustion engine, which a
  • Moments determining unit for determining a moment for controlling the internal combustion engine comprises.
  • means are provided which, starting from a reference measurement in which the energy converted during at least one combustion is determined, set a gradual ignition retard, wherein in each stage of the Zündwinkels fondtver ein the converted energy and determines from a standard deviation is determined, which is compared with a threshold value, wherein the ignition retard stop is reached when the threshold is exceeded.
  • the means for all cylinders of the internal combustion engine simultaneously perform the reference measurement without torque reserve request and then increase the torque reserve stepwise, whereby a shift of the output ignition angle takes place late.
  • the means for a cylinder of the internal combustion engine carry out the reference measurement without ignition angle adjustment and then set a gradual ignition retard adjustment of the cylinder.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an internal combustion engine for a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the method according to the invention
  • 4 shows a schematic diagram of the relationship of the converted energy with stepwise ignition retard adjustment of a cylinder of the internal combustion engine
  • the internal combustion engine 1 shows an apparatus for detecting and evaluating a combustion in an internal combustion engine 1.
  • the internal combustion engine 1 has four cylinders 2, 3, 4, 5 whose pistons (not shown), which are located in the cylinders 2, 3, 4, 5, are connected via a connecting rod 6, 7, 8, 9 with the crankshaft 10 and drive them by the pressure changes caused during combustion.
  • the cylinders 2, 3, 4, 5 are connected to a suction pipe 1 1, which is closed by a throttle valve 12 with respect to an air intake pipe 13.
  • In each cylinder 2, 3, 4, 5 projects a nozzle for injection of fuel, thereby forming a fuel-air mixture.
  • each cylinder 2, 3, 4, 5 has an intake valve 15 for the fresh air and an exhaust valve 16 for the exhaust gases, which arise during the combustion process, which are shown only as an example for the cylinder 5.
  • a pressure sensor 17 is arranged, which detects the pressure change in the cylinder 2, 3, 4, 5 of the internal combustion engine 1, which are caused by the burns.
  • the signals of the pressure sensor 17 are forwarded to a control unit 18, which is also connected to a, the crankshaft 10 opposite crankshaft angle sensor 19, wherein the controller 18 assigns the burns the crankshaft angle signal of the crankshaft angle sensor 19, which is preferably designed as a speed sensor.
  • the control unit 18 comprises a microprocessor 20 which is connected to a memory 21.
  • the speed of the internal combustion engine 1 from the control unit 18, in particular the microprocessor 20, can be determined at the same time.
  • two methods are proposed. According to Fig. 2, the estimation of the Zündwinkels Georgtanschlages via a stepwise increase of the torque reserve of the internal combustion engine 1 over all cylinders 2, 3, 4, 5 is carried out simultaneously. In this case, in step 100, a reference measurement of the converted in the cylinders 2, 3, 4, 5 energy is performed, in which no
  • Torque reserve is requested.
  • the converted energy is characterized by the indicated in the combustion chamber of the cylinder 2, 3, 4, 5 indexed mean pressure pmi, which by the respective pressure sensor 17 as a pressure signal to the
  • Control unit 18 is output and which is evaluated as a parameter for the combustion process in the microprocessor 20 of the control unit 18.
  • This converted mean pressure pmi is stored (step 1 10).
  • the indicated mean pressure pmi n is measured and stored (step 130).
  • a standard deviation S is formed in step 140.
  • Step 130 returned. Only if it is determined in step 150 that the standard deviation S is greater than the threshold value SW, the firing angle associated with this indicated mean pressure pmi is detected as the ignition retard stop in step 170 and the program is ended in step 180.
  • the signal of the pressure sensor 17 does not necessarily have to be used.
  • pressure sensor 17 can be used on the so-called Mechanical Work Features (MWF), which are known from DE 10 2008 054 690 A1, and in which the ignition angle for a given cylinder of the engine in
  • Dependence of a current speed signal in particular from individual tooth times of a sender wheel of the crankshaft 10 of the internal combustion engine 1, is calculated.
  • the speed signal includes information about a difference in converted physical energy or work during the burns, which behaves like the combustion chamber pressure pmi measured by the pressure sensor 17.
  • the energy of the crankshaft 10 to one selected time or at a predetermined crankshaft angle before and after the combustion in the cylinder in question from the speed signal calculated and determines the difference.
  • This difference represents a measure of the physical energy or work converted by the respective combustion.
  • step 200 a reference measurement is performed without an ignition angle adjustment and the Mechanical Work Features (MWF) determined.
  • step 210 these Mechanical Work Features (MWF) are stored.
  • step 220 the ignition angle is adjusted by a predetermined ignition angle in the direction of late for the cylinder 2, 3, 4, 5 to be examined. The duration of the measurement can take place over a predetermined number of working cycles of the respective cylinder 2, 3, 4, 5.
  • the mechanical work features are determined and stored (step 230).
  • a standard deviation S is formed from the stored mechanical work features (MWF), which is compared in step 250 with a threshold value SW. If the standard deviation is less than or equal to the threshold value, the next step of the ignition angle adjustment is set in step 260 and returned to step 230. However, if it is determined in step 250 that the standard deviation S exceeds the threshold value, the firing angle associated with the last mechanical work feature (MWF) is recognized as the ignition retard stop in step 270 and the program is ended in step 280.
  • FIG. 4 shows the behavior of the energy converted during the combustion during the retardation of the ignition angle, wherein the converted energy was determined via the mechanical work feature (MWF), which is shown above the induced mean pressure PMI.
  • the arrow P indicates the adjustment of the ignition angle in the direction of late. It is clear that the more the ignition angle has been adjusted in the direction of late, the energy that has been processed in the cylinder 2, 3, 4, 5, is getting smaller.
  • Fig. 5 shows a characteristic curve which has been calculated from the measurements described. In this case, the indicated mean pressure pmi or the mechanical work features MWF over the deviation between the predetermined ignition angle from the ignition angle without retardation is shown, which characterizes the standard deviation S. With increasing retardation increases the deviation of the predetermined ignition angle to the ignition angle without retardation, so that the Zündwinkelspats stop, in which a faster heating of the catalyst is possible, is easily detectable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schätzung eines Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors, bei welchem ein Moment zur Ansteuerung des Verbrennungsmotors (1) abgegeben wird. Bei einem Verfahren, bei welchem ein Zündwinkelspätanschlag zuverlässig geschätzt werden kann, erfolgt ausgehend von einer Referenzmessung, bei welcher die während mindestens einer Verbrennung umgesetzte Energie ermittelt wird, eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung, wobei in jeder Stufe der Zündwinkelspätverstellung die umgesetzte Energie bestimmt und eine Standardabweichung (S) ermittelt wird, welche mit einem Schwellwert (SW) verglichen wird, wobei der Zündwinkelspätanschlag erreicht ist, wenn der Schwellwert (SW) überschritten ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Schätzung eines Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors sowie eine Vorrichtung zur Schätzung des Zündwinkelspätanschla- ges des Verbrennungsmotors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schätzung eines Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors, bei welchem ein Moment zur Ansteuerung des Verbrennungsmotors abgegeben wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Bei Verbrennungsmotoren, wie Ottomotoren, wird eine Motorsteuerung verwen- det, bei welcher über einen Zündwinkel des Ottomotors das abgegebene Moment eingestellt wird. Dabei wird ein tatsächlich auftretender Ist-Zündwinkel des Verbrennungsmotors vorgegeben und mit einem optimalen Zündwinkel verglichen. Bei Abweichung des Ist-Zündwinkels vom optimalen Zündwinkel wird die Momentenbeeinflussung über eine Kennlinie dargestellt, welche als Zündwinkel- Wirkungsgrad bezeichnet wird und die Funktion einer Differenz zwischen dem optimalen Zündwinkel und dem vorgegebenen Ist-Zündwinkel darstellt. Diese Kennlinie und ihre Invertierung tragen zu der Berechnung des Ist-Momentes, mit welcher der Verbrennungsmotor angesteuert wird, und zur Realisierung von
Momentenreserven für den Verbrennungsmotor bei.
Es ist bekannt, einen Zündwinkelspätanschlag zu ermitteln, bei welchem ein schnelleres Aufheizen eines Katalysators des Verbrennungsmotors erreicht wird. Allerdings ist dieser real verfahrbare Zündwinkelspätanschlag für jeden Verbrennungsmotor unterschiedlich, da er von einer Alterung des Verbrennungsmotors, der Serienstreuung über neue Verbrennungsmotoren und ähnlichen Einflüssen abhängt. Somit entsprechen die zur Ansteuerung des Verbrennungsmotors bestimmten Momente nicht den tatsächlichen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und können daher mit Fehlern behaftet sein.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schätzung des Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors anzugeben, bei wel- ehern Betriebsbedingungen eines konkreten Verbrennungsmotors berücksichtigt werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ausgehend von einer Referenzmessung, bei welcher die während mindestens einer Verbrennung um- gesetzte Energie ermittelt wird, eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung erfolgt, wobei in jeder Stufe der Zündwinkelspätverstellung die umgesetzte Energie bestimmt und eine Standardabweichung ermittelt wird, welche mit einem
Schwellwert verglichen wird, wobei der Zündwinkelspätanschlag erreicht ist, wenn der Schwellwert überschritten ist. Da die Schätzung des Zündwinkelspät- anschlages von der tatsächlich während einer Verbrennung des Verbrennungsmotors umgesetzten Energie abgeleitet wird, werden auch die Alterung bzw. Serienstreuungen des Verbrennungsmotors berücksichtigt, weshalb eine genaue Momentenberechnung möglich wird. Vorteilhafterweise erfolgt die Schätzung des Zündwinkelspätanschlages in einem annähernd stationären Betriebspunkt des Verbrennungsmotors. Da in einem solchen stationären Betriebspunkt nur wenig Dynamik vorhanden ist, lässt sich die Momentenberechnung sehr genau einstellen, da nur geringe Drehzahländerungen und keine Gangwechsel auftreten, welche Einfluss auf die
Momentenberechnung ausüben. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass der Katalysator seine Konvertierungstemperatur bereits erreicht hat.
In einer Alternative wird für alle Zylinder des Verbrennungsmotors gleichzeitig die Referenzmessung ohne eine Momentenreserveanforderung durchgeführt und anschließend die Momentenreserve schrittweise erhöht, wodurch eine Verschiebung des ausgegebenen Zündwinkels nach spät erfolgt. Unter der Momenten reserve wird dabei ein schnell einstellbares Moment über dem Zündwinkel verstanden. Wird von der Motorsteuerung eine Zündwinkelspätverstellung gefordert, wird eine Momentenreserve angefordert. Als Folge davon wird die Kraftstofffüllung erhöht und das überschüssige Moment wird über die Zündwin- kelspätverstellung abgebaut. Ist nun ein schneller Momenteneingriff erforderlich, braucht nur noch der Zündwinkel nach früh verstellt werden. Die erforderliche Mehrfüllung an Kraftstoff ist schon vorhanden.
In einer Alternative wird für einen Zylinder die Referenzmessung ohne Zündwin- kelverstellung durchgeführt, wobei anschließend eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung des Zylinders erfolgt. Durch diese Vorgehensweise bleibt der Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges unbeeinflusst.
In einer Variante entspricht die Dauer jeder Stufe der Zündwinkelspätverstellung einer vorgegebenen Anzahl von Arbeitsspielen jedes Zylinders des Verbrennungsmotors. Dieses Verfahren kann einfach softwaremäßig im Steuergerät des Kraftfahrzeuges ausgeführt werden. Auf zusätzliche konstruktive Bauteile wird verzichtet. In einer Ausgestaltung wird die in der Verbrennung umgesetzte Energie in Abhängigkeit des Brennraumdruckes des jeweiligen Zylinders des Verbrennungsmotors und/oder daraus abgeleiteter Größen bestimmt. Dies hat den Vorteil, dass für die Motorsteuerung des Verbrennungsmotors bereitgestellte Signale durch bereits im Verbrennungsmotor verbaute Brennraumdrucksensoren für die Schätzung des Zündwinkelspätanschlages genutzt werden.
Alternativ wird die bei der Verbrennung umgesetzte Energie in jedem Zylinder des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit eines aktuellen Drehzahlsignales, insbesondere aus einzelnen Zahnzeiten eines Geberrades einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, berechnet, wobei das Drehzahlsignal eine Information über eine Differenz einer umgesetzten physikalischen Energie oder Arbeit während der Verbrennung in dem Zylinder beinhaltet. Diese Maßnahme stellt ein sehr kostengünstiges Verfahren dar, da auf die kostenintensiven Brennraumdrucksensoren verzichtet werden kann und die Schätzung des Zündwinkelspätanschlages allein mit softwaremäßigen Maßnahmen ausgeführt werden kann. Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schätzung eines Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors, welche eine
Momentenbestimmungseinheit zur Bestimmung eines Momentes zur Ansteue- rung des Verbrennungsmotors umfasst. Bei einer Vorrichtung, welche eine genaue Schätzung des Zündwinkelspätanschlages erlaubt, sind Mittel vorhanden, welche ausgehend von einer Referenzmessung, in der die während mindestens einer Verbrennung umgesetzte Energie ermittelt wird, eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung einstellen, wobei in jeder Stufe der Zündwinkelspätverstellung die umgesetzte Energie bestimmt und aus eine Standardabweichung ermittelt wird, welche mit einem Schwellwert verglichen wird, wobei der Zündwinkelspätanschlag erreicht ist, wenn der Schwellwert überschritten ist. Dies hat den Vorteil, dass die Schätzung des Zündwinkelspätanschlages von der tatsächlich während einer Verbrennung des Verbrennungsmotors umgesetzten Energie abgeleitet wird, wobei die Alterung bzw. Serienstreuungen des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden, weshalb eine genaue Momentenberechnung möglich wird.
Vorteilhafterweise führen die Mittel für alle Zylinder des Verbrennungsmotors gleichzeitig die Referenzmessung ohne Momentenreserveanforderung durch und erhöhen anschließend die Momentenreserve schrittweise, wodurch eine Verschiebung des ausgegebenen Zündwinkels nach spät erfolgt.
In einer Alternative führen die Mittel für einen Zylinder des Verbrennungsmotors die Referenzmessung ohne Zündwinkelverstellung durch und stellen anschließend eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung des Zylinders ein.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2: ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3: ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4: eine Prinzipdarstellung des Zusammenhanges der umgesetzten Energie bei stufenweiser Zündwinkelspätverstellung eines Zylinders des Verbrennungsmotors,
Fig.5 Darstellung einer möglichen Kennlinie der umgesetzten Energie über der Zündwinkelspätverstellung mit Standardabweichung.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung einer Verbrennung in einem Verbrennungsmotor 1. Der Verbrennungsmotor 1 weist in diesem Beispiel vier Zylinder 2, 3, 4, 5 auf, deren nicht weiter dargestellte Kolben, welche sich in den Zylindern 2, 3, 4, 5 bewegen, über jeweils eine Pleuelstange 6, 7, 8, 9 mit der Kurbelwelle 10 verbunden sind und diese durch die während der Verbrennung verursachten Druckänderungen antreiben. Die Zylinder 2, 3, 4, 5 sind mit einem Saugrohr 1 1 verbunden, welches durch eine Drosselklappe 12 gegenüber einem Luftansaugrohr 13 abgeschlossen ist. In jeden Zylinder 2, 3, 4, 5 ragt eine Düse zur Einspritzung von Kraftstoff, wodurch sich ein Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet. Darüber hinaus weist jeder Zylinder 2, 3, 4, 5 ein Einlassventil 15 für die Frischluft und ein Auslassventil 16 für die Abgase, die während des Verbrennungsprozesses entstehen, auf, welche nur beispielhaft für den Zylinder 5 dargestellt sind. Im Brennraum 22 jedes Zylinders 2, 3, 4, 5 ist ein Drucksensor 17 angeordnet, welcher die Druckveränderung in dem Zylinder 2, 3, 4, 5 des Verbrennungsmotors 1 detektiert, die durch die Verbrennungen verursacht werden. Die Signale des Drucksensors 17 werden an ein Steuergerät 18 weitergeleitet, welches auch mit einem, der Kurbelwelle 10 gegenüberliegenden Kurbelwellenwinkelsensor 19 verbunden ist, wobei das Steuergerät 18 die Verbrennungen dem Kurbelwellenwinkelsignal des Kurbelwellenwinkelsensors 19, welcher vorzugsweise als Drehzahlsensor ausgebildet ist, zuordnet. Das Steuergerät 18 umfasst dabei einen Mikroprozessor 20, der mit einem Speicher 21 verbunden ist. Aus dem Kurbelwellenwinkel, welcher von dem Kurbelwellenwinkelsensor 19 ermittelt wird, lässt sich gleichzeitig auch die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 von dem Steuergerät 18, insbesondere dem Mikroprozessor 20, ermitteln. Um eine Zündwinkelspätverstellung für jeden einzelnen Verbrennungsmotor 1 einstellen zu können und diesen an die Lebensdauer des Verbrennungsmotors 1 anzupassen, werden zwei Verfahren vorgeschlagen. Gemäß Fig. 2 wird die Schätzung des Zündwinkelspätanschlages über eine stufenweise Erhöhung der Momenten reserve des Verbrennungsmotors 1 über alle Zylinder 2, 3, 4, 5 gleichzeitig ausgeführt. Dabei wird im Schritt 100 eine Referenzmessung der in den Zylindern 2, 3, 4, 5 umgesetzten Energie durchgeführt, bei welcher keine
Momentenreserve angefordert wird. Die umgesetzte Energie wird durch den im Brennraum der Zylinder 2, 3, 4, 5 auftretenden indizierten Mitteldruck pmi charak- terisiert, welcher durch den jeweiligen Drucksensor 17 als Drucksignal an das
Steuergerät 18 ausgegeben wird und der als Parameter für den Verbrennungs- prozess im Mikroprozessor 20 des Steuergerätes 18 ausgewertet wird Dieser umgesetzte Mitteldruck pmi wird abgespeichert (Schritt 1 10). Im darauffolgenden Schritt 120 wird eine erste Erhöhung (n=1 ) der Momentenreserve von dem Steu- ergerät 18 angefordert. Dabei wird wiederum der indizierter Mitteldruck pmin gemessen und abgespeichert (Schritt 130). Aus dem abgespeicherten indizierten Mitteldruck pmin wird im Schritt 140 eine Standardabweichung S gebildet. Im Schritt 150 wird die Standardabweichung S mit einem Schwellwert SW verglichen. Ist die Standardabweichung S kleiner/gleich dem Schwellwert SW wird die nächste Stufe der Momentenerhöhung n = n+1 angefordert (Schritt 160) und zum
Schritt 130 zurückgekehrt. Erst wenn im Schritt 150 festgestellt wird, dass die Standardabweichung S größer ist als der Schwellwert SW, wird der zu diesem indizierten Mitteldruck pmi gehörende Zündwinkel als Zündwinkelspätanschlag im Schritt 170 erkannt und das Programm im Schritt 180 beendet.
Bei dem vorliegenden Verfahren muss aber nicht unbedingt das Signal des Drucksensors 17 verwendet werden. Bei nicht vorhandenem Drucksensor 17 kann auf die sogenannten Mechanical Work Features (MWF) zurückgegriffen werden, welche aus der DE 10 2008 054 690 A1 bekannt sind, und bei welchen der Zündwinkel für einen vorgegebenen Zylinder des Verbrennungsmotors in
Abhängigkeit eines aktuellen Drehzahlsignals, insbesondere aus einzelnen Zahnzeiten eines Geberrades der Kurbelwelle 10 des Verbrennungsmotors 1 , berechnet wird. Das Drehzahlsignal enthält eine Information über eine Differenz einer umgesetzten physikalischen Energie oder Arbeit während der Verbrennun- gen, welche sich wie der durch den Drucksensor 17 gemessenen Brennraumdruck pmi verhält. Dazu wird die Energie der Kurbelwelle 10 zu jeweils einem ausgewählten Zeitpunkt bzw. zu einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel vor und nach der Verbrennung in dem betreffenden Zylinder aus dem Drehzahlsignal berechnet und daraus die Differenz bestimmt. Diese Differenz stellt ein Maß für die durch die jeweilige Verbrennung umgesetzte physikalische Energie bzw. Ar- beit dar.
Dieses Verfahren wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren für die Schätzung des Zündwinkelspätanschlages verwendet, welches mit Hilfe einer stufenweisen Zündwinkelspätverstellung eines der Zylin- der 2, 3, 4, 5 des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Im Schritt 200 wird eine Referenzmessung ohne eine Zündwinkelverstellung durchgeführt und die Mechanical Work Features (MWF) ermittelt. Im Schritt 210 wird diese Mechanical Work Features (MWF) abgespeichert. Daraufhin wird im Schritt 220 der Zündwinkel um einen vorgegebenen Zündwinkel in Richtung spät für den zu untersuchenden Zylinder 2, 3, 4, 5 verstellt. Die Dauer der Messung kann dabei über eine vorgegebene Anzahl von Arbeitsspielen des jeweiligen Zylinders 2, 3, 4, 5 erfolgen. Für diesen Zündwinkel werden wiederum die Mechanical Work Features (MWF) ermittelt und abgespeichert (Schritt 230). Im darauffolgenden Schritt 240 wird aus dem abgespeicherten Mechanical Work Features (MWF) eine Standardabweichung S gebildet, welche im Schritt 250 mit einem Schwellwert SW verglichen wird. Ist die Standardabweichung kleiner/ gleich dem Schwellwert, wird im Schritt 260 die nächste Stufe der Zündwinkelverstellung eingestellt und zum Schritt 230 zurückgekehrt. Wird aber in Schritt 250 festgestellt, dass die Standardabweichung S den Schwellwert übersteigt, wird der zu dem letzten Mechanical Work Features (MWF) gehörende Zündwinkel als Zündwinkelspätanschlag im Schritt 270 erkannt und im Schritt 280 das Programm beendet.
Fig. 4 zeigt das Verhalten der während der Verbrennung umgesetzten Energie bei der Spätverstellung des Zündwinkels, wobei die umgesetzte Energie über das Mechanical Work Feature (MWF) ermittelt wurde, welches über dem induzierten Mitteldruck PMI dargestellt ist. Der Pfeil P zeigt dabei die Verstellung des Zündwinkels in Richtung spät an. Daraus wird deutlich, dass je mehr der Zündwinkel in Richtung spät verstellt wurde, die Energie, welche im Zylinder 2, 3, 4, 5 verarbeitet wurde, immer kleiner wird. Fig. 5 zeigt eine Kennlinie, welche aus den beschriebenen Messungen berechnet wurde. Dabei ist der indizierte Mitteldruck pmi bzw. das Mechanical Work Features MWF über der Abweichung zwischen den vorgegebenen Zündwinkel vom Zündwinkel ohne Spätverstellung dargestellt, was die Standardabweichung S charakterisiert. Mit zunehmender Spätverstellung vergrößert sich die Abweichung des vorgegebenen Zündwinkels zum Zündwinkel ohne Spätverstellung, so dass der Zündwinkelspätanschlag, bei welchem ein schnelleres Aufheizen des Katalysators möglich wird, einfach detektierbar ist.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Schätzung eines Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors, bei welchem ein Moment zur Ansteuerung des Verbrennungsmotors (1 ) abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer Referenzmessung, bei welcher die während mindestens einer Verbrennung umgesetzte Energie ermittelt wird, eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung erfolgt, wobei in jeder Stufe der Zündwinkelspätverstellung die umgesetzte Energie bestimmt und eine Standardabweichung (S) ermittelt wird, welche mit einem Schwellwert (SW) verglichen wird, wobei der Zündwinkelspätanschlag erreicht ist, wenn der Schwellwert (SW) überschritten ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung des Zündwinkelspätanschlages in einem annähernd stationären Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (1 ) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Zylinder (2, 3, 4, 5) des Verbrennungsmotors (1 ) gleichzeitig die Referenzmessung ohne eine Momentenreserveanforderung durchgeführt und anschließend die Momentenreserve schrittweise erhöht wird, wodurch eine Verschiebung des ausgegebenen Zündwinkels nach spät erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Zylinder (2, 3, 4, 5) die Referenzmessung ohne Zündwinkelverstellung durchgeführt wird und anschließend eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung des Zylinders (2, 3, 4, 5) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer jeder Stufe der eingestellten Zündwinkelspätverstellung einer vorgegebenen Anzahl von Arbeitsspielen der Zylinder (2, 3, 4, 5) des Verbrennungsmotors (1 ) entspricht. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Verbrennung umgesetzte Energie in Abhängigkeit des Brennraumdruckes (pmi) des jeweiligen Zylinders (2, 3, 4, 5) des Verbrennungsmotors (1 ) und/oder daraus abgeleiteter Größen bestimmt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Verbrennung umgesetzte Energie in jedem Zylinder (2, 3, 4, 5) des Verbrennungsmotors (1 ) in Abhängigkeit eines aktuellen Drehzahlsignals, insbesondere aus einzelnen Zahnzeiten eines Geberrades einer Kurbelwelle (10) des Verbrennungsmotors (1 ) berechnet wird, wobei das Drehzahlsignal eine Information über eine Differenz der umgesetzten physikalischen Energie während der Verbrennung beinhaltet.
Vorrichtung zur Schätzung eines Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors, welche eine Momentenbestimmungseinheit (20) zur Bestimmung eines Momentes zur Ansteuerung des Verbrennungsmotors (1 ) um- fasst, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (20, 21 ) vorhanden sind, welche ausgehend von einer Referenzmessung, bei der die während mindestens einer Verbrennung umgesetzte Energie ermittelt wird, eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung einstellen, wobei in jeder Stufe der Zündwinkelspätverstellung die umgesetzte Energie bestimmt und eine Standardabweichung (S) ermittelt wird, welche mit einem Schwellwert (SW) verglichen wird, wobei der Zündwinkelspätanschlag erreicht ist, wenn der Schwellwert (SW) überschritten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) für alle Zylinder (2, 3, 4, 5) des Verbrennungsmotors (1 ) gleichzeitig die Referenzmessung ohne Momentenreserveanforderung durchführen und anschließend die Momentenreserve schrittweise erhöhen, wodurch eine Verschiebung des ausgegebenen Zündwinkels nach spät erfolgt.
0. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) für einen Zylinder (2, 3, 4, 5) die Referenzmessung ohne Zündwinkelverstellung durchführen und anschließend eine stufenweise Zündwinkelspätverstellung des Zylinders (2, 3, 4, 5) einstellen.
PCT/EP2015/063217 2014-06-20 2015-06-12 Verfahren zur schätzung eines zündwinkelspätanschlages eines verbrennungsmotors sowie eine vorrichtung zur schätzung des zündwinkelspätanschlages des verbrennungsmotors WO2015193200A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014211837.9A DE102014211837A1 (de) 2014-06-20 2014-06-20 Verfahren zur Schätzung eines Zündwinkelspätanschlages eines Verbrennungsmotors sowie eine Vorrichtung zur Schätzung des Zündwinkelspätanschlages des Verbrennungsmotors
DE102014211837.9 2014-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015193200A1 true WO2015193200A1 (de) 2015-12-23

Family

ID=53489929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/063217 WO2015193200A1 (de) 2014-06-20 2015-06-12 Verfahren zur schätzung eines zündwinkelspätanschlages eines verbrennungsmotors sowie eine vorrichtung zur schätzung des zündwinkelspätanschlages des verbrennungsmotors

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014211837A1 (de)
WO (1) WO2015193200A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737257A1 (de) * 1997-08-27 1999-03-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Klopfregelung in Zündanlagen für Brennkraftmaschinen
DE10156665A1 (de) * 2001-11-17 2002-09-19 Bayerische Motoren Werke Ag Elektronische Steuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
DE102007042403A1 (de) * 2007-09-06 2009-03-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102008054773A1 (de) * 2008-12-16 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur eines Spätzündwinkelgrenzwertes eines Verbrennungsmotors
DE102008054690A1 (de) 2008-12-16 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Teileinspritzungen in einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102011081212A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102012203652A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-12 Robert Bosch Gmbh Drehzahlbasierte Momentenschätzung für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737257A1 (de) * 1997-08-27 1999-03-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Klopfregelung in Zündanlagen für Brennkraftmaschinen
DE10156665A1 (de) * 2001-11-17 2002-09-19 Bayerische Motoren Werke Ag Elektronische Steuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
DE102007042403A1 (de) * 2007-09-06 2009-03-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102008054773A1 (de) * 2008-12-16 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur eines Spätzündwinkelgrenzwertes eines Verbrennungsmotors
DE102008054690A1 (de) 2008-12-16 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Teileinspritzungen in einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102011081212A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102012203652A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-12 Robert Bosch Gmbh Drehzahlbasierte Momentenschätzung für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014211837A1 (de) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1570165B1 (de) Verfahren zum anpassen der charakteristik eines einspritzventils
EP0489059B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur zylinderselektiven überwachung des energieumsatzes bei einer mehrzylinder-brennkraft-maschine
DE102014201276B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Verbrennungsmotors sowie eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Verbrennungsmotors
DE102007000185A1 (de) Steuervorrichtung für eine Anhalteposition und Steuerverfahren für eine Anhalteposition einer Brennkraftmaschine
WO2001059282A1 (de) Verfahren und einrichtung zur bestimmung zylinderindividueller unterschiede einer steuergröss bei einer mehrzylindrigen brennkraftmaschine
DE102006001271B4 (de) System zur Bestimmung des Verbrennungsbeginns bei einer Brennkraftmaschine
DE102005056519A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2017021183A1 (de) Verfahren zur erkennung fehlerhafter komponenten eines kraftstoffeinspritzsystems
DE102013225452B4 (de) Innere-AGR-Menge-Berechnungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
WO2001023735A1 (de) Verbrennungsaussetzererkennungsverfahren
DE102007042577B3 (de) Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorganges und Steuergerät
DE102016201443A1 (de) Motorstartsystem
DE102012200465A1 (de) Motor-Zündzeitpunkt-Einstellvorrichtung
DE102008002424A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102012110028A1 (de) Lernvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine
DE102007042403A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
WO2013026534A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102015108036B4 (de) Fahrzeug-Drehmomentkompensationssystem
WO2013131682A1 (de) Drehzahlbasierte schätzung der frischluftfüllung des zylinders in einem einzylinderverbrennungsmotor
DE102013200542A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei ein Zylinderinnendruck in mindestens einem Zylinder der Brennkraftmaschine ermittelt wird
DE102016219577B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2015193200A1 (de) Verfahren zur schätzung eines zündwinkelspätanschlages eines verbrennungsmotors sowie eine vorrichtung zur schätzung des zündwinkelspätanschlages des verbrennungsmotors
EP2142783A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE102011086064B4 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Füllungsunterschieds in Zylindern einer Brennkraftmaschine, Betriebsverfahren und Recheneinheit
EP3102812B1 (de) Verfahren zur interpretierenden erkennung einer vorentflammung in einem brennraum eines verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15731868

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15731868

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1