Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a device according to the genusMain claim.
Es ist bekannt, daß einige der von Sensoren bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise erfaßten Betriebsparameter, beispielsweise der Saugrohrdruck, die Ansaugluftmasse oder die Drehzahl einer der Wellen der Brennkraftmaschine quasikontinuierliche Größen sind, die im Arbeitstakt der Brennkraftmaschine schwanken.It is known that some of the sensors used in an internal combustion engineOperating parameters usually recorded, for example theIntake manifold pressure, the intake air mass or the speed of one of the wellen of the internal combustion engine are quasi-continuous sizes that inWork cycle of the internal combustion engine fluctuate.
Zur Regelung von Brennkraftmaschinen, die keine hohen Anforderungen an die Genauigkeit beziehungsweise Aktualität der Meßwerte stellen, kann ein zeitlicher Mittelwert dieser Meßgrößen, der die periodischen Schwankungen ausmittelt, herangezogen werden. Zur exakten Regelung moderner Brennkraftmaschinen, insbesondere zur Bestimmung der Kraftstoffzumessung oder der optimalen Zündwinkeleinstellung, ist es jedoch erforderlich, die Betriebsparameter einerseits möglichst genau und andererseits auch möglichst unmittelbar zu erfassen. Da eine Mittelwertbildung aus mehreren vorangehenden Messungen zwar genaue, jedoch zu weit zurückliegende Meßgrößen liefert, kann sie zur exakten Regelung der Brennkraftmaschine nicht verwendet werden.To control internal combustion engines that do not have high requirementsthe accuracy or timeliness of the measured values,can be a time average of these measured variables, which the periodifluctuations, are used. For exact reof modern internal combustion engines, in particular for determining theFuel metering or the optimal ignition angle setting, it ishowever, the operating parameters are required on the one hand if possibleprecisely and, on the other hand, as directly as possible. Thereaveraging from several previous measurementsprovides accurate, but too far back measured quantities, it can be used forexact control of the internal combustion engine cannot be used.
Aus der DE-OS 32 23 328 ist eine Meßeinrichtung zum Erfassen eines periodisch schwankenden Betriebsparameters einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine Messung dieser Größe, beispielsweise des Druckes im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, einmal pro Zündabstand zündungssynchron gemessen wird, der aktuelle Meßwert also in einer festgelegten Kurbelwellenposition registriert wird und daraus ein mittlerer Wert der betreffenden Größe berechnet wird. Da jedoch die Amplitudenhöhe des betreffenden periodisch schwankenden Betriebsparameters infolge der unterschiedlichen Funktionstüchtigkeit der einzelnen Zylinder differiert, treten insbesondere im stationären Betrieb der Brennkraftmaschine unerwünschte Meßwertschwankungen auf, die zu Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Kraftstoffzufuhr beziehungsweise zu Zündwinkelsprüngen führen können.From DE-OS 32 23 328 a measuring device for detecting aperiodically fluctuating operating parameters of an internal combustion engineknown in which a measurement of this size, for example thePressure in the intake pipe of the internal combustion engine, once per ignitionis measured synchronously with the ignition, i.e. the current measured value ina specified crankshaft position is registered and from itan average value of the size in question is calculated. However, sincethe amplitude of the periodically fluctuating Bedrive parameters due to the different functionalitythe individual cylinders differ, occur particularly in stationaryRen operation of the internal combustion engine unwanted fluctuations in measured valueson, leading to inaccuracies in the determination of the fuel supplyor lead to jumps in the ignition angle.
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine besonders genaue Erfassung des periodisch schwankenden Betriebsparameters unter allen Betriebsbedingungen möglich ist und gleichzeitig sichergestellt wird, daß ein Lastwechsel, also der Übergang vom stationären Betrieb der Brennkraftmaschine in den dynamischen Betrieb sehr schnell erkennbar ist.The device according to the invention with the characteristic featuresthe main claim has the advantage that a particularaccurate detection of the periodically fluctuating operating parameter unter is possible under all operating conditions and at the same time securedis that a load change, i.e. the transition from stationaryOperation of the internal combustion engine in the dynamic operation very muchis quickly recognizable.
Ermöglicht wird diese große Genauigkeit bei der Meßwerterfassung dadurch, daß der periodisch schwankende Parameter im stationären Fall einmal pro Zündung kurbelwellensynchron gemessen wird, jedoch nur einmal pro zwei Kurbelwellenumdrehungen zur Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffzumessung und/oder des Zündwinkels verwendet wird. Dadurch wird unabhängig von der Funktionstüchtigkeit der einzelnen Zylinder immer derselbe Meßwert zur Steuerung beziehungsweise Regelung der Brennkraftmaschine verwendet.This great accuracy is made possible when recording measured valuesthrough that the periodically fluctuating parameter in the stationary casecrankshaft synchronously measured once per ignition, however onlyonce every two crankshaft revolutions for control and / or regulationtion of the fuel metering and / or the ignition angle usedbecomes. This makes the a regardless of the functionalityindividual cylinders always have the same measured value for control orRegulation of the internal combustion engine used.
Im dynamischen Fall, also nach Erkennung eines Lastwechsels, wird der periodisch schwankende Betriebsparameter ebenfalls einmal pro Zündung kurbelwellensynchron erfaßt, in diesem Fall wird jedoch jeder Meßwert zur Steuerung beziehungsweise Regelung der Kraftstoffzumessung oder des Zündwinkels der Brennkraftmaschine verwendet. Damit können im dynamischen Fall zwar Unterschiede, die von unterschiedlichen Funktionsfähigkeiten der einzelnen Zylinder herrühren, nicht kompensiert werden, dies ist jedoch auch nicht erforderlich, da die Änderungen infolge des Lastwechsels wesentlich größer sind. Dafür wird im dynamischen Betrieb jedoch eine sehr große Aktualität der für die Steuerung beziehungsweise Regelung verwendeten Größen erreicht.In the dynamic case, i.e. after detection of a load change,the periodically fluctuating operating parameter also once perIgnition is recorded synchronously with the crankshaft, but in this caseeach measured value to control or regulate the fuelused for measuring or the ignition angle of the internal combustion engine. Therewith in the dynamic case differences can be made that from belowdifferent functional capabilities of the individual cylinders,cannot be compensated, but this is not necessary either,since the changes due to the load change are much larger.However, this is very topical in dynamic operationof the variables used for the control or regulationreached.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigtFig. 1 den Verlauf einer im Arbeitstakt der Brennkraftmaschine periodisch schwankenden Meßgröße, beispielsweise den Saugrohrdruck, in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel. DieFig. 2-4 geben drei Flußdiagramme wieder, die drei verschiedene Möglichkeiten zur Erfassung des Augenblickswertes einer periodisch schwankenden Meßgröße innerhalb von zwei Kurbelwellenumdrehungen darstellen.The invention is illustrated in the drawing and is explained in more detail in the fol lowing description. Here,FIG. 1 shows the course of a periodically fluctuating in the working cycle of the internal combustion engine measured quantity, for example, the intake manifold pressure, depending on the cure belwellenwinkel.Figs. 2-4 provide three flow charts again, the three different ways to capture the moment value of a periodically fluctuating measured variable within two crankshaft revolutions represent.
InFig. 1 ist als Beispiel für eine im Arbeitstakt der Brennkraftmaschine periodisch schwankende Meßgröße der Druck im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine über dem Kurbelwellenwinkel für einen 8-Zylinder-Motor im stationären Betrieb dargestellt. Dabei wird der Saugrohrdruck p in Millibar und der Kurbelwellenwinkel als Zahl t der Umdrehungen der Kurbelwelle angegeben. Außerdem ist die Zündfolge der einzelnen Zylinder eingetragen. Dargestellt ist der Verlauf des Saugrohrdrucks über dem Kurbelwellenwinkel für eine Drehzahl von 5250 Umdrehungen/Minute.InFig. 1 is shown as an example of a periodically fluctuating measured variable in the work cycle of the internal combustion engine, the pressure in the intake pipe of an internal combustion engine above the crankshaft angle for an 8-cylinder engine in steady-state operation. The intake manifold pressure p is given in millibars and the crankshaft angle as the number t of revolutions of the crankshaft. In addition, the Zündfol ge of the individual cylinders is entered. The course of the intake manifold pressure over the crankshaft angle is shown for a speed of 5250 revolutions / minute.
AusFig. 1 ist zu erkennen, daß der Augenblickswert des Saugrohrdrucks p im Arbeitstakt der Brennkraftmaschine um einen konstanten Mittelwert schwankt. Beim 8-Zylinder-Motor, der im stationären Betrieb arbeitet, beträgt die Periodendauer 90° KW. Die Höhe der Druckmaxima beziehungsweise die Tiefe der Druckminima ist von der Funktionsfähigkeit der einzelnen Zylinder, der Saugrohrgestaltung und der Druckentnahmestelle abhängig. Wird nun der Druck immer an derselben Stelle, bezogen auf die Kurbelwellenstellung, beispielsweise an der mit X bezeichneten Stelle ermittelt und zur Steuerung beziehungsweise Regelung der Kraftstoffzumessung oder des Zündwinkels der Brennkraftmaschine verwendet, so ergibt sich im stationären Betrieb ein genauer, von den Schwankungen des Saugrohrdrucks und von der unterschiedlichen Funktionsgüte der einzelnen Zylinder unabhängiger Wert. Wie in der Beschreibung derFig. 2 angegeben, wurde in dem inFig. 1 dargestellten Fall der Druckermittlung an der Stelle X eine Meßwertübernahme an der Stelle Y erfolgen.FromFig. 1 it can be seen that the instantaneous value of the intake manifold pressure p fluctuates in the work cycle of the internal combustion engine by a constant average. With an 8-cylinder engine that works in stationary mode, the period is 90 ° KW. The height of the pressure maxima or the depth of the pressure minima depends on the functionality of the individual cylinders, the intake manifold design and the pressure tapping point. If the pressure is now always at the same point, based on the crankshaft position, for example at the point marked X and used to control or regulate the fuel metering or the ignition angle of the internal combustion engine, this results in a more precise manner in steady-state operation, of which Fluctuations in the intake manifold pressure and a value that is independent of the different functional qualities of the individual cylinders. As indicated in the description ofFIG. 2, in the case of pressure determination shown inFIG. 1, a measurement value transfer at point Y was carried out at point X.
Im dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine, also bei zunehmender beziehungsweise abnehmender Belastung, ist der periodisch schwankende Anteil des Saugrohrdrucks einer deutlichen Zu- beziehungsweise Abnahme des gesamten Saugrohrdrucks überlagert, dabei ist bei starkem Lastwechsel die von diesem herrührende Komponente höher als die Oszillationen im stationären Betrieb, eine Druckerfassung wie im stationären Betrieb ist daher im dynamischen Fall nicht möglich.In dynamic operation of the internal combustion engine, i.e. with increasingor decreasing load, it fluctuates periodicallyde proportion of the intake manifold pressure of a clear addition orDecrease in the total intake manifold pressure is superimposed, with starkem load change the component originating from this higher than thatOscillations in stationary operation, a pressure detection like instationary operation is therefore not possible in the dynamic case.
Erfindungsgemäß wird der Saugrohrdruck immer, also im stationären und im dynamischen Betrieb mit einem Drucksensor einmal pro Zündung kurbelwellensynchron erfaßt, für einen 8-Zylinder-Motor also alle 90° KW, und einer Auswerteschaltung zugeführt. Dort wird jeder Meßwert mit dem vorhergehenden Meßwert verglichen. Gleichzeitig wird ein in der Auswerteeinrichtung enthaltener Zähler, der maximal bis zur Zylinderanzahl, im Beispiel eines 8-Zylinder-Motors also bis maximal 8 zählt, in Betrieb genommen. Der Inhalt des Zählers wird bei jedem registrierten Meßwert um 1 erhöht.According to the intake manifold pressure is always, that is, in the stationaryand in dynamic operation with a pressure sensor once per ignitionrecorded crankshaft synchronously, so all for an 8-cylinder engine90 ° KW, and fed to an evaluation circuit. Every measurement therevalue compared with the previous measured value. At the same timea counter contained in the evaluation device, the maximum toto the number of cylinders, in the example of an 8-cylinder engine up tomaximum 8 counts, put into operation. The content of the counter willincreased by 1 for each registered measured value.
Die Kombination von Zählerinhalt und Augenblickswert des Saugrohrdrucks liefert den für die Steuerung und/oder Regelung der Kraft stoffzumessung und/oder des Zündwinkels einer Brennkraftmaschine verwendbaren Wert des Saugrohrdrucks und läßt den Übergang vom stationären in den dynamischen Betrieb schnell erkennen. Der genaue Ablauf des Auswertevorgangs wird durch die Flußdiagramme inFig. 2-4 verdeutlicht. Dabei stellt jedes Flußdiagramm eine Möglichkeit der Auswertung dar.The combination of counter content and instantaneous value of the intake manifold pressure provides the usable for the control and / or regulation of the fuel metering and / or the ignition angle of an internal combustion engine value of the intake manifold pressure and allows the transition from stationary to dynamic operation to be recognized quickly. The exact sequence of the evaluation process is illustrated by the flow diagrams inFig. 2-4. Each flow chart represents a possibility of evaluation.
Fig. 2 zeigt eine erste Möglichkeit, den für die Steuerung beziehungsweise Regelung benötigten Wert des Saugrohrdrucks zu bestimmen. Dazu wird das im Flußdiagramm dargestellte Programm in einer Recheneinrichtung einmal pro Zündung kurbelwellensynchron abgearbeitet. Im ersten Schritt10 wird der Inhalt des Zählers bei jeder Messung um 1 erhöht. Im nächsten Schritt11 wird geprüft, ob die im Zähler erreichte Zahl die Zylinderzahl der Brennkraftmaschine erreicht hat. Ist die im Zähler anliegende Zahl gleich der Zylinderzahl, so wird in Stufe12 der Zähler auf 0 zurückgesetzt und die Recheneinrichtung springt ebenso wie im Fall, daß die im Zähler anliegende Zahl kleiner als die Zylinderzahl ist, zum nächsten Schritt13.Fig. 2 shows a first way to determine the value of the intake manifold pressure required for the control or regulation men. For this purpose, the program shown in the flowchart is processed in a computing device once per crankshaft synchronization. In the first step10 , the content of the counter is increased by 1 for each measurement. In the next step11 it is checked whether the number reached in the counter has reached the number of cylinders of the internal combustion engine. If the number in the counter is equal to the number of cylinders, the counter is reset to 0 in stage12 and the computing device jumps to the next step13 , just as in the case where the number in the counter is less than the number of cylinders.
Im Schritt13 wird der aktuelle Lastwert pL, also der Augenblickswert des Saugrohrdrucks, eingelesen und in Block14 mit dem vorhergehenden Lastwert pL-1 verglichen. Dabei ist der vorhergehende Lastwert pL-1 der letzte Wert des Saugrohrdrucks, der zur Steuerung beziehungsweise Regelung verwendet wurde. Dies ist also nicht unbedingt der unmittelbar vorhergehende Saugrohrdruck-Augenblickswert, sondern nur im dynamischen Betrieb.In step13 the current load value pL , that is the instantaneous value of the intake manifold pressure, is read in and compared in block14 with the previous load value pL-1 . The previous load value pL-1 is the last value of the intake manifold pressure that was used for control or regulation. So this is not necessarily worth the immediately preceding intake manifold pressure moment, but only in dynamic operation.
Ist der aktuelle Lastwert pL kleiner als der vorhergehende Lastwert pL, wird in einem weiteren Schritt15 geprüft, ob der Zähler die Zylinderzahl der Brennkraftmaschine erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, wird der aktuelle Lastwert pL vergessen und der vorhergehende Lastwert pL-1 zur Steuerung beziehungsweise Regelung verwendet. Ist dagegen im Schritt14 der aktuelle Lastwert pL größer als der vorhergehende Lastwert pL-1 oder hat der Zähler die Zylinderzahl erreicht, springt das Programm zum Schritt16 in dem der aktuelle Lastwert zur Steuerung beziehungsweise Regelung übernommen wird. Gleichzeitig wird in diesem Fall in Block17 der Zähler auf 0 zurückgesetzt. Danach beginnt ein neuer Programmdurchlauf.If the current load value pL smaller than the previous load value PL, it is checked in a further step15, whether the counter has reached the number of cylinders of the internal combustion engine. If this is not the case, the current load value pL is forgotten and the previous load value pL-1 is used for control or regulation. If, on the other hand, in step14 the current load value pL is greater than the previous load value pL-1 or if the counter has reached the number of cylinders, the program jumps to step16 in which the current load value is adopted for control. At the same time, the counter is reset to 0 in block17 . Then a new program run begins.
Mit diesem Verfahren zur Erfassung des Saugrohrdrucks wird gewährleistet, daß im stationären Fall, also ohne Lastwechsel, immer der höchste Saugrohrdruck innerhalb von zwei Kurbelwellenumdrehungen erkannt und zur Steuerung beziehungsweise Regelung verwendet wird, während alle anderen Meßwerte wieder vergessen werden. InFig. 1, in der der stationäre Fall dargestellt ist, würde also immer der durch gekennzeichnete Wert verwendet. Im dynamischen Fall dagegen, bei einem Anstieg des Saugrohrdrucks, wird jeder Meßwert zur Steuerung beziehungsweise Regelung verwendet, da jeder Augenblickswert des Druckes höher ist als der vorhergehende Wert. Bei einer Verringerung der Last wird mit diesem Verfahren ebenfalls immer der höchste Saugrohrdruck zur Steuerung bzw. Regelung verwendet.With this method for detecting the intake manifold pressure, it is ensured that in the stationary case, i.e. without load change, the highest intake manifold pressure within two crankshaft revolutions is known and used for control or regulation, while all other measured values are forgotten again. InFig. 1, in which the stationary case is shown, the value indicated by would always be used. In the dynamic case, however, when the intake manifold pressure rises, each measured value is used for control or regulation, since each instantaneous value of the pressure is higher than the previous value. When the load is reduced, this procedure also always uses the highest intake manifold pressure for control.
Fig. 3 stellt ein weiteres Flußdiagramm dar, bei dem die Steuerung beziehungsweise Regelung mit dem jeweils kleinsten Sensorsignal innerhalb von zwei Motorumdrehungen erfaßt wird. Dabei ist der prinzipielle Ablauf derselbe, der Vergleich mit dem vorhergehenden Saugrohrdruck wird jedoch dahingehend durchgeführt, daß eine Verringerung des Saugrohrdruckwertes eine Übernahme zur Steuerung beziehungsweise Regelung bewirkt. Der Unterschied zurFig. 2 beschränkt sich also lediglich auf den Schritt15, also den Vergleich des aktuellen Lastwertes pL mit dem vorhergehenden pL-1, dabei erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel eine Übernahme bei pL < (pL-1)′.Fig. 3 illustrates another flow chart, wherein the control or regulation is detected with the respectively smallest sensor signal in nerhalb of two engine revolutions. The basic process is the same, but the comparison with the previous intake manifold pressure is carried out in such a way that a reduction in the intake manifold pressure value results in a takeover for control or regulation. The difference fromFIG. 2 is therefore limited to step15 , that is to say the comparison of the current load value pL with the previous pL-1 , in this exemplary embodiment a takeover at pL <(pL-1 ) ' .
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem eine zündungssynchrone Berechnung des Mittelwertes des Saugrohrdrucks durchgeführt wird. Dabei wird als Größe, die zur Steuerung beziehungsweise Regelung verwendet wird, die halbe Summe, d. h. der Mittelwert der nachFig. 2 beziehungsweise 3 ermittelten Lastwerte , also 1/2 ((pL-1) + (pL-1)′) = pL (MW) verwendet.Fig. 4 shows a third embodiment in which an ignition-synchronous calculation of the mean value of the intake manifold pressure is carried out. The quantity used for the control or regulation is half the sum, ie the mean value of the load values determined according toFIG. 2 or 3, ie 1/2 ((pL-1 ) + (pL-1 ) ' ) = pL (MW) used.
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