DE10040243A1 - Internal combustion engine operation, involves changing operating mode if preset number of misfires occurs - Google Patents
Internal combustion engine operation, involves changing operating mode if preset number of misfires occursInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird Kraftstoff in einer ersten Betriebsart (Schichtbetrieb) während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart (Homogenbetrieb) während einer Ansaugphase in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Zwischen den Betriebsarten kann umgeschaltet werden. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine werden Aussetzer (Zünd- und/oder Verbrennungsaussetzer) detektiert.The present invention relates to a method for Operating an internal combustion engine, in particular one Motor vehicle. The process uses fuel in one first operating mode (shift operation) during a Compression phase and in a second operating mode (Homogeneous operation) during an intake phase into one Combustion chamber of the internal combustion engine injected. Between Operating modes can be switched. During the During operation of the internal combustion engine, misfires (ignition and / or misfires) detected.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuerelement, insbesondere ein Read-Only-Memory oder Flash-Memory, für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.The invention also relates to a control element, in particular a read-only memory or flash memory, for a control unit of an internal combustion engine, in particular one Motor vehicle on which a program is stored, the on a computing device, especially on a Microprocessor that is executable.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine weist einen Brennraum auf, in den in einer ersten Betriebsart (Schichtbetrieb) während einer Verdichtungsphase und in einer zweiten Betriebsart (Homogenbetrieb) während einer Ansaugphase Kraftstoff einspritzbar ist. Die Brennkraftmaschine weist außerdem ein Steuergerät zum Umschalten zwischen den Betriebsarten und Mittel zur Detektion von Aussetzern auf.The present invention further relates to a Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle. The Internal combustion engine has a combustion chamber in which in a first operating mode (shift operation) during a Compression phase and in a second operating mode (Homogeneous operation) during a fuel intake phase is injectable. The internal combustion engine also has a Control unit for switching between the operating modes and Detection of misfires.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Steuergerät für eine derartige Brennkraftmaschine.Finally, the present invention also relates to a Control device for such an internal combustion engine.
Aus der DE 41 00 528, der DE 41 18 580 und der DE 196 03 740 sind verschiedene Verfahren zum Erkennen von Aussetzern in einem Otto-Motor, z. B. über die Laufunruhe des Motors, bekannt. Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik weitere Verfahren zur Detektion von Aussetzern, bspw. über eine Brennraumdruckauswertung oder eine Ionenstromauswertung, bekannt. Aus verschiedenen gesetzlichen Anforderungen, bspw. aus Kalifornien, ist es bekannt, dass ab einer bestimmten Häufigkeit von Aussetzern einer Brennkraftmaschine ein Fehlereintrag in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine abgelegt wird, je nach Aussetzerrate eine Kontrollleuchte aktiviert wird und bei besonders hohen Aussetzerraten, die zu einer Beschädigung eines Katalysators der Brennkraftmaschine führen können, die Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine abgeschaltet wird.From DE 41 00 528, DE 41 18 580 and DE 196 03 740 are different methods for recognizing Misfires in an Otto engine, e.g. B. about the uneven running of the engine, known. In addition, from the state of the Technology further methods for the detection of misfires, for example via a combustion chamber pressure evaluation or a Ion current evaluation, known. From different legal requirements, for example from California, it is known that from a certain frequency of dropouts an internal combustion engine an error entry in a Control unit of the internal combustion engine is stored, depending on Failure rate a warning light is activated and at particularly high dropout rates leading to damage a catalyst of the internal combustion engine, the injection of fuel into the combustion chambers of the Internal combustion engine is switched off.
Aus dem Stand der Technik sind des weiteren Systeme zur direkten Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine bekannt. Es wird dabei als erste Betriebsart ein sog. Schichtbetrieb und als zweite Betriebsart hin sog. Homogenbetrieb unterschieden. Der Schichtbetrieb wird insbesondere bei kleineren Lasten verwendet, während der Homogenbetrieb bei größeren, an der Brennkraftmaschine anliegenden Lasten zur Anwendung kommt.Systems are also from the prior art direct injection of fuel into the combustion chambers a direct injection internal combustion engine known. It the first operating mode is a so-called shift operation and as a second operating mode, so-called homogeneous operation distinguished. The shift operation is particularly at used smaller loads during homogeneous operation larger loads on the internal combustion engine Application comes.
Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine derart in den Brennraum eingespritzt, dass sich im Zeitpunkt der Zündung eine Kraftstoffwolke in unmittelbarer Umgebung einer Zündkerze befindet. Diese Einspritzung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es möglich, dass die eingespritzte Kraftstoffwolke sich bereits während bzw. unmittelbar nach der Einspritzung bei der Zündkerze befindet und von dieser entzündet wird. Ebenfalls ist es möglich, dass die eingespritzte Kraftstoffwolke durch eine Ladungsbewegung zu der Zündkerze geführt und dann erst entzündet wird. Bei beiden Brennverfahren liegt keine gleichmäßige Kraftstoffverteilung vor, sondern eine sog. Schichtladung.In shift operation, the fuel is used during the Compression phase of the internal combustion engine in such a way The combustion chamber is injected at the time of ignition a cloud of fuel in the immediate vicinity of a Spark plug is located. This injection can be on done differently. So it is possible that the injected cloud of fuel is already immediately after the injection at the spark plug located and ignited by it. It is also possible that the injected cloud of fuel through a Charge movement led to the spark plug and only then is ignited. In both combustion processes there is none even fuel distribution, but a so-called Stratified charge.
Der Vorteil des Schichtbetriebs liegt darin, dass dort die anliegenden kleineren Lasten mit einer sehr geringen Kraftstoffmenge von der Brennkraftmaschine ausgeführt werden können. Größere Lasten können allerdings nicht durch den Schichtbetrieb erfüllt werden.The advantage of shift operation is that there applied smaller loads with a very low Fuel quantity carried out by the internal combustion engine can be. However, larger loads cannot pass through the shift operation can be fulfilled.
In dem für derartige größere Lasten vorgesehenen Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der Ansaugphase der Brennkraftmaschine eingespritzt, so dass eine Verwirbelung und damit eine Verteilung des Kraftstoffs in dem Brennraum vor der Verbrennung noch ohne weiteres erfolgen kann. Insoweit entspricht der Homogenbetrieb etwa der Betriebsart von Brennkraftmaschinen, bei denen in herkömmlicher Weise Kraftstoff in das Ansaugrohr eingespritzt wird. Bei Bedarf kann auch bei kleineren Lasten der Homogenbetrieb eingesetzt werden.In the intended for such larger loads The fuel becomes homogeneous during the intake phase injected into the engine so that a Swirling and thus a distribution of the fuel in the combustion chamber before combustion without further ado can be done. In this respect, the homogeneous operation corresponds approximately the operating mode of internal combustion engines in which conventionally fuel into the intake manifold is injected. If necessary, even smaller ones Loads of homogeneous operation.
Im Schichtbetrieb wird eine Drosselklappe in dem Ansaugrohr weit geöffnet und die Verbrennung wird im Wesentlichen nur durch die einzuspritzende Kraftstoffmasse gesteuert und/oder geregelt. Im Homogenbetrieb wird die Drosselklappe in Abhängigkeit von dem angeforderten Moment geöffnet bzw. geschlossen und die einzuspritzende Kraftstoffmasse wird in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmasse gesteuert und/oder geregelt.In shift operation, a throttle valve is installed in the intake pipe wide open and the combustion is essentially only controlled by the fuel mass to be injected and / or regulated. The throttle valve is in homogeneous operation open or depending on the requested moment closed and the fuel mass to be injected is in Controlled depending on the intake air mass and / or regulated.
Bei beiden Betriebsarten, also im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb, wird die einzuspritzende Kraftstoffmasse zusätzlich in Abhängigkeit von einer Vielzahl weiterer Betriebsgrößen auf einen im Hinblick auf Kraftstoffverbrauch, Abgasemission u. dgl. optimierten Wert gesteuert und/oder geregelt. Die Steuerung und/oder Regelung ist dabei in den beiden Betriebsarten unterschiedlich.In both operating modes, i.e. in shift operation and in Homogeneous operation, the fuel mass to be injected additionally depending on a large number of others Company sizes on one with regard to Fuel consumption, exhaust emissions u. Like. Optimized value controlled and / or regulated. The control and / or Regulation is in the two operating modes differently.
Bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen kann der Fall auftreten, dass sich die Eigenschaften - z. B. Form und Ausrichtung - des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffstrahls ändern obwohl der Durchfluss der Einspritzventile konstant bleibt. Dies kann bspw. durch eine Verkokung der Einspritzöffnung der Einspritzventile hervorgerufen werden. Im Schichtbetrieb können die veränderten Strahleigenschaften zu einer schlechten Gemischaufbereitung bis hin zu Aussetzern führen, während die veränderten Strahleigenschaften im Homogenbetrieb die Gemischaufbereitung nicht wesentlich beeinträchtigen und ein Verbrennung wie gewohnt stattfinden kann. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Mitteln zur Detektion von Aussetzern würde ein solcher Aussetzer im Schichtbetrieb - spätestens nach mehrmaligem Auftreten - zu einem Fehlereintrag in dem Steuergerät, zur Aktivierung einer Kontrollleuchte und schließlich sogar zur Abschaltung der Einspritzung und damit zum Stillstand der Brennkraftmaschine führen.This can be the case with direct-injection internal combustion engines occur that the properties - z. B. Form and Alignment - the one injected into the combustion chamber Fuel jet change though the flow of the Injectors remains constant. This can be done, for example coking of the injection opening of the injection valves are caused. In shift operation, the changed beam properties to a bad one Mixture preparation lead to misfires while the changed beam properties in homogeneous operation Mixture preparation does not significantly affect and a combustion can take place as usual. At the out known methods and means for Detection of misfires would result in such a misfire Shift operation - at the latest after repeated occurrences - too an error entry in the control unit, for activation an indicator light and finally even to switch it off the injection and thus to a standstill Lead internal combustion engine.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine mit Aussetzerdetektion eine unnötige Abschaltung der Einspritzung an einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine zu vermeiden, um so die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine zu erhöhen.It is therefore an object of the present invention to a direct injection internal combustion engine Misfiring detection an unnecessary shutdown of the Injection on one or more cylinders of the To avoid internal combustion engine, so the Efficiency and the availability of the Increase internal combustion engine.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vor, dass nach der Detektion einer vorgebbaren Anzahl von Aussetzern in einer ursprünglichen Betriebsart überprüft wird, ob in einer anderen Betriebsart ebenfalls Aussetzer auftreten.To achieve this object, the invention suggests of the method for operating an internal combustion engine of the type mentioned before that after detection a definable number of dropouts in one original operating mode is checked whether in a dropouts occur in another operating mode.
Die ursprüngliche Betriebsart der Brennkraftmaschine kann eine beliebige Betriebsart, bspw. Schichtbetrieb, homogener Magerbetrieb, Homogenbetrieb, o. ä. sein. Ebenso kann die andere Betriebsart eine beliebige von der ursprünglichen Betriebsart abweichende Betreibsart sein.The original operating mode of the internal combustion engine can any operating mode, e.g. shift operation, more homogeneous Lean operation, homogeneous operation, or the like. Likewise, the other mode any of the original Operating mode may be different operating mode.
Die Brennkraftmaschine kann bereits nach der Detektion eines einzigen Aussetzers in die andere Betriebsart umgeschaltet werden. Es ist aber auch denkbar, mehrere Aussetzer abzuwarten, bevor in die andere Betriebsart umgeschaltet wird.The internal combustion engine can start after detection a single dropout in the other mode can be switched. But it is also conceivable to have several Wait for misfires before switching to the other operating mode is switched.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, nach der Detektion eines oder mehrerer Aussetzer nicht sofort einen Fehlereintrag in dem Steuergerät, die Aktivierung einer Kontrollleuchte oder gar die Abschaltung der Kraftstoffeinspritzung zu veranlassen. Vielmehr soll versucht werden, die Brennkraftmaschine in einer beliebigen anderen Betriebsart weiterzubetreiben, in der evtl. keine Aussetzer auftreten. Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens führen bestimmte Einflüsse auf die Brennkraftmaschine, die nicht in jeder Betriebsart zu Aussetzern führen, nicht zu einer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit und der Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine.According to the invention, it is proposed after the detection one or more dropouts do not immediately cause one Error entry in the control unit, the activation of a Indicator light or even the shutdown of the To initiate fuel injection. Rather, it should be tried in any internal combustion engine to continue operating in another operating mode, possibly in none Dropouts occur. Thanks to the method according to the invention cause certain influences on the internal combustion engine that do not lead to dropouts in every operating mode, not to a performance impairment and Availability of the internal combustion engine.
Nach der Detektion eines oder mehrerer Aussetzer wird die Brennkraftmaschine in eine andere Betriebsart umgeschaltet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine in der anderen Betriebsart betrieben wird, falls in der anderen Betriebsart keine Aussetzer detektiert werden. Es wird also überprüft, ob auch in der anderen Betriebsart Aussetzer auftreten. Falls in dieser anderen Betriebsart keine Aussetzer auftreten, kann die Brennkraftmaschine - zumindest vorübergehend - in dieser anderen Betriebsart weiterbetrieben werden.After the detection of one or more dropouts, the Internal combustion engine switched to another operating mode. According to an advantageous development of the present Invention it is proposed that the internal combustion engine is operated in the other operating mode, if in the no dropouts can be detected in another operating mode. It it is therefore checked whether it is also in the other operating mode Dropouts occur. If in this other mode no misfires occur, the internal combustion engine - at least temporarily - in this other mode continue to be operated.
Falls in der anderen Betriebsart jedoch ebenfalls Aussetzer detektiert werden, kann überprüft werden, ob es möglicherweise noch eine andere Betriebsart gibt, in der keine Aussetzer auftreten, oder aber es kann - wie an sich aus dem Stand der Technik - ein Fehler in dem Steuergerät eingetragen, eine Kontrollleuchte aktiviert oder sogar die Kraftstoffeinspritzung für einen oder mehrere Zylinder abgeschaltet werden.If, however, dropouts also occur in the other operating mode can be detected, it can be checked whether it there may be another mode in which no dropouts occur, or it can - as such from the prior art - an error in the control unit entered, an indicator light activated or even the Fuel injection for one or more cylinders be switched off.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass in vorgebbaren zeitlichen Abständen überprüft wird, ob in der ursprünglichen Betriebsart, in der Aussetzer detektiert wurden, noch Aussetzer auftreten. Dazu wird die Brennkraftmaschine von Zeit zu Zeit in die ursprüngliche Betriebsart umgeschaltet und auf Aussetzer überprüft. Falls in der ursprünglichen Betriebsart keine Aussetzer mehr auftreten, kann die Brennkraftmaschine wieder ganz normal in der ursprünglichen Betriebsart betrieben werden. Falls jedoch weiterhin Aussetzer detektiert werden, wird die Brennkraftmaschine - zumindest vorübergehend - wieder in die andere Betriebsart umgeschaltet und in dieser weiterbetrieben.According to a preferred embodiment of the present Invention is proposed that in predeterminable time intervals is checked whether in the original operating mode, in which misfires are detected dropouts still occur. For this, the Internal combustion engine from time to time in the original Operating mode switched and checked for misfires. If no more dropouts in the original operating mode occur, the internal combustion engine can be normal again be operated in the original operating mode. If however, dropouts are still detected, the Internal combustion engine - at least temporarily - back in the other mode is switched and in this continue to operate.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach dem Starten der Brennkraftmaschine überprüft wird, ob in der ursprünglichen Betriebsart, in der Aussetzer detektiert wurden, noch Aussetzer auftreten.According to a further preferred embodiment of the The present invention proposes that according to the Starting the internal combustion engine is checked whether in the original operating mode, in which misfires are detected dropouts still occur.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, bspw. ein Read-Only-Memory oder ein Flash-Memory.The realization of the inventive method in the form of a Control that for a control unit one Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle is provided. Here is on the control Program stored on a computing device, in particular on a microprocessor, executable and for Execution of the method according to the invention is suitable. In this case, the invention is based on a Control program stored so that this control provided with the program in the same The invention represents how the method for its Execution the program is suitable. As a control can in particular be an electrical storage medium for Use, for example, a read-only memory or a Flash memory.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von der Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät die Brennkraftmaschine nach der Detektion einer vorgebbaren Anzahl von Aussetzern in einer ursprünglichen Betriebsart, in eine andere Betriebsart umschaltet und die Mittel zur Detektion von Aussetzern überprüfen, ob in der anderen Betriebsart ebenfalls Aussetzer auftreten. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist des weiteren Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.As another solution to the problem of the present Invention is based on the internal combustion engine initially suggested that the control unit the internal combustion engine after the detection of a predeterminable Number of dropouts in an original operating mode, switches to another operating mode and the means for Detection of dropouts check whether in the other The operating mode also fails. The Internal combustion engine according to the invention also has Means for performing the method according to the invention on.
Schließlich wird als noch eine andere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgehend von dem Steuergerät für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät die Brennkraftmaschine nach der Detektion einer vorgebbaren Anzahl von Aussetzern in einer ursprünglichen Betriebsart, in eine andere Betriebsart umschaltet und die Mittel zur Detektion von Aussetzern veranlasst zu überprüfen, ob in der anderen Betriebsart ebenfalls Aussetzer auftreten. Das erfindungsgemäße Steuergerät weist des weiteren Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.Eventually, the solution will be another solution of the present invention based on the control unit for an internal combustion engine of the type mentioned suggested that the control device the internal combustion engine after the detection of a predefinable number of dropouts in an original mode, in another Operating mode switches and the means for the detection of Dropouts caused to check whether in the other The operating mode also fails. The The control device according to the invention furthermore has means for Implementation of the method according to the invention.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen:Other features, applications and advantages of the Invention result from the following description of embodiments of the invention, which in the Drawing are shown. Thereby form all described or illustrated features for themselves or in any Combination the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their Relationship and regardless of their wording or Representation in the description or in the drawing. It demonstrate:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; und Fig. 1, an internal combustion engine according to the invention according to a preferred embodiment; and
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Fig. 2 is a flow diagram of a method according to a preferred embodiment.
In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der u. a. durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt. Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.In Fig. 1, an internal combustion engine 1 is shown a motor vehicle, in which a piston 2 reciprocating in a cylinder 3 and is movable. The cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4 , which is delimited inter alia by the piston 2 , an inlet valve 5 and an outlet valve 6 . An intake pipe 7 is coupled to the inlet valve 5 and an exhaust pipe 8 is coupled to the exhaust valve 6 . In the area of the intake valve 5 and the exhaust valve 6, an injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4 . Fuel can be injected into the combustion chamber 4 via the injection valve 9 . The fuel in the combustion chamber 4 can be ignited with the spark plug 10 .
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, über die dem Brennraum 4 Luft zuführbar ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der zur Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient.In the intake pipe 7 , a rotatable throttle valve 11 is accommodated, via which air 4 can be supplied to the combustion chamber. The amount of air supplied is dependent on the angular position of the throttle valve 11 . A catalytic converter 12 is accommodated in the exhaust pipe 8 and serves to clean the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine nicht dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt.The combustion of the fuel in the combustion chamber 4 causes the piston 2 to move back and forth, which is transmitted to a crankshaft (not shown) and exerts a torque thereon.
Ein Steuergerät 13 ist von Eingangssignalen 14 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Bspw. ist das Steuergerät 13 mit einem Luftmassensensor, einem Lambda- Sensor, einem Drehzahlsensor u. dgl. verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 13 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, dass die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 13 erzeugt Ausgangssignale 15, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann. Bspw. ist das Steuergerät 13 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drosselklappe 11 u. dgl. verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.A control device 13 is acted upon by input signals 14 , which represent operating variables of the internal combustion engine 1 measured by means of sensors. For example. is the control unit 13 with an air mass sensor, a lambda sensor, a speed sensor and. Like. Connected. Furthermore, the control unit 13 is connected to an accelerator pedal sensor, which generates a signal that indicates the position of an accelerator pedal that can be actuated by a driver and thus the requested torque. The control unit 13 generates output signals 15 with which the behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced via actuators or actuators. For example. is the control unit 13 with the injection valve 9 , the spark plug 10 and the throttle valve 11 u. Like. Connected and generates the signals required for their control.
U. a. ist das Steuergerät 13 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Bspw. wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 13 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffemission gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 13 mit einem Steuerelement 16 versehen, das als ein elektrisches Speichermedium, insbesondere als ein Flash-Memory, ausgebildet ist. Auf dem Steuerelement 16 ist ein Programm zur Ausführung der Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine 1 abgespeichert. Das Programm ist auf einem Mikroprozessor 17 des Steuergeräts 13 ablauffähig. Auf dem Steuerelement 16 ist außerdem ein weiteres Programm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (vgl. Fig. 2) abgespeichert, das ebenfalls auf dem Mikroprozessor 17 ablauffähig ist.Among others Control unit 13 is provided to control and / or regulate the operating variables of internal combustion engine 1 . For example. The fuel mass to be injected into the combustion chamber 4 by the injection valve 9 is controlled and / or regulated by the control unit 13, in particular with regard to low fuel consumption and / or low pollutant emissions. For this purpose, the control device 13 is provided with a control element 16 which is designed as an electrical storage medium, in particular as a flash memory. A program for executing the control and / or regulation of the internal combustion engine 1 is stored on the control element 16 . The program can run on a microprocessor 17 of the control unit 13 . A further program for executing the method according to the invention (cf. FIG. 2) is also stored on the control element 16 and can also be executed on the microprocessor 17 .
Die Brennkraftmaschine 1 kann in einer Mehrzahl von Betriebsarten betrieben werden. So ist es möglich, die Brennkraftmaschine 1 in einem Homogenbetrieb, einem Schichtbetrieb, einen homogenen Magerbetrieb u. dgl. zu betreiben.The internal combustion engine 1 can be operated in a plurality of operating modes. It is thus possible to operate the internal combustion engine 1 in a homogeneous operation, a stratified operation, a homogeneous lean operation and the like. To operate.
In dem Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der Ansaugphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Der Kraftstoff wird dadurch bis zur Zündung noch weitgehend verwirbelt, so dass im Brennraum 4 ein im Wesentlichen homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht. Das zu erzeugende Moment wird dabei im Wesentlichen über die Stellung der Drosselklappe 11 von dem Steuergerät 13 eingestellt. Im Homogenbetrieb werden die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 derart gesteuert und/oder geregelt, dass Lambda gleich 1 ist. Der Homogenbetrieb wird insbesondere bei Volllast angewendet.In homogeneous operation, the fuel is injected from the injection valve 9 directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 during the intake phase. As a result, the fuel is largely swirled until it is ignited, so that an essentially homogeneous fuel / air mixture is produced in the combustion chamber 4 . The torque to be generated is essentially set by the control unit 13 via the position of the throttle valve 11 . In homogeneous operation, the operating variables of internal combustion engine 1 are controlled and / or regulated in such a way that lambda is equal to 1. Homogeneous operation is used particularly at full load.
Der homogene Magerbetrieb entspricht weitgehend dem Homogenbetrieb, es wird jedoch das Lambda auf < 1 eingestellt.The homogeneous lean operation largely corresponds to that Homogeneous operation, however, the lambda becomes <1 set.
In dem Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der Verdichtungsphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Damit ist bei der Zündung durch die Zündkerze 10 kein homogenes Gemisch im Brennraum 4 vorhanden, sondern eine Kraftstoffschichtung. Die Drosselklappe 11 kann vollständig geöffnet und die Brennkraftmaschine 1 entdrosselt betrieben werden. Das zu erzeugende Moment wird im Schichtbetrieb weitgehend über die Kraftstoffmasse eingestellt. Mit dem Schichtbetrieb kann die Brennkraftmaschine 1 insbesondere im Leerlauf und bei Teillast betrieben werden.In stratified operation, the fuel is injected from the injection valve 9 directly into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 during the compression phase. Thus, when the spark plug 10 is ignited, there is no homogeneous mixture in the combustion chamber 4 , but rather a fuel stratification. The throttle valve 11 can be opened completely and the internal combustion engine 1 can be operated without throttling. The torque to be generated is largely set via the fuel mass in shift operation. With stratified operation, the internal combustion engine 1 can be operated, in particular, when idling and at partial load.
Zwischen den genannten Betriebsarten der Brennkraftmaschine kann hin- und her- bzw. umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden von dem Steuergerät 13 durchgeführt.It is possible to switch back and forth or toggle between the aforementioned operating modes of the internal combustion engine. Such switches are carried out by the control unit 13 .
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 kann es zu Aussetzern kommen. Ein Aussetzer kann im Schichtbetrieb bspw. durch eine Verkokung einer Einspritzöffnung des Einspritzventils 9 hervorgerufen werden. Die Aussetzer werden detektiert und ab einer bestimmten Häufigkeit der Aussetzer (Aussetzerrate) wird die Brennkraftmaschine 1 in eine andere Betriebsart umgeschaltet. Trotz der Verkokung der Einspritzöffnung kann bspw. im Homogenbetrieb die Verbrennung des Kraftstoff/Luft-Gemisches in dem Brennraum 4 wie gewohnt stattfinden. Im Homogenbetrieb treten also keine Aussetzer auf. Durch das Umschalten der Brennkraftmaschine 1 von Schichtbetrieb in Homogenbetrieb kann eine unnötige Abschaltung der Einspritzung an einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine 1 bis zur nächsten Fahrt zum Schutz des Katalysators 12 vermieden werden.Interruptions may occur during operation of the internal combustion engine 1 . A misfire in shift operation can be caused, for example, by coking an injection opening of the injection valve 9 . The misfires are detected and from a certain frequency of misfires (misfiring rate), the internal combustion engine 1 is switched to another operating mode. Despite the coking of the injection opening, for example, the combustion of the fuel / air mixture in the combustion chamber 4 can take place as usual in homogeneous operation. No dropouts occur in homogeneous operation. By switching the internal combustion engine 1 from stratified operation to homogeneous operation, an unnecessary shutdown of the injection on one or more cylinders of the internal combustion engine 1 until the next trip to protect the catalytic converter 12 can be avoided.
Es ist denkbar, dass sich die Verkokung in der Einspritzöffnung während des weiteren Betriebs der Brennkraftmaschine löst und somit die Gemischaufbereitung auch im Schichtbetrieb wieder gut ist und keine Aussetzer mehr auftreten. In einem solchen Fall kann die Brennkraftmaschine wieder in den Schichtbetrieb umgeschaltet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine 1 beim Auftreten eines Aussetzers deutlich erhöht werden.It is conceivable that the coking in the injection opening dissolves during the further operation of the internal combustion engine, and thus the mixture preparation is good again even in shift operation and no more misfires occur. In such a case, the internal combustion engine can be switched back to stratified operation. With the method according to the invention, the performance and the availability of the internal combustion engine 1 can be significantly increased when a misfire occurs.
Erst wenn auch in den anderen Betriebsarten Aussetzer detektiert werden, wird ein Fehlereintrag in dem Steuergerät 13 abgelegt, eine Kontrollleuchte aktiviert oder bei hohen Aussetzraten sogar die Kraftstoffeinspritzung in dem Brennraum 4 eines oder mehrerer Zylinder abgeschaltet.Only when misfires are also detected in the other operating modes is an error entry stored in the control unit 13 , an indicator light is activated or, at high intermittent rates, even the fuel injection in the combustion chamber 4 of one or more cylinders is switched off.
In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es beginnt bei Funktionsblock 20. In einem Funktionsblock 21 wird die Brennkraftmaschine 1 in eine ursprüngliche Betriebsart - im vorliegenden Ausführungsbeispiel in den Schichtbetrieb - geschaltet. Während des Schichtbetriebs wird die Brennkraftmaschine 1 in einer Schleife mit einem Abfrageblock 22 so lange auf Aussetzer überprüft, bis ein Aussetzer detektiert wird.In Fig. 2 is a flow diagram of the method according to the invention. It starts at function block 20 . In a function block 21 , the internal combustion engine 1 is switched to an original operating mode - in the present exemplary embodiment to shift operation. During stratified operation, the internal combustion engine 1 is checked for misfires in a loop with a query block 22 until a misfire is detected.
Nach der Detektion eines Aussetzers in der ursprünglichen Betriebsart wird die Brennkraftmaschine 1 in einem Funktionsblock 23 in eine andere Betriebsart - im vorliegenden Ausführungsbeispiel in den Homogenbetrieb - umgeschaltet. Hier wird bereits nach der Detektion eines einzigen Aussetzers in die andere Betriebsart umgeschaltet. Es ist jedoch denkbar, eine bestimmte Anzahl an detektierten Aussetzern abzuwarten, bevor in die andere Betriebsart umgeschaltet wird.After the detection of a misfire in the original operating mode, the internal combustion engine 1 is switched over in a function block 23 to another operating mode - in the present exemplary embodiment to the homogeneous mode. Here, the switch is made to the other operating mode after the detection of a single misfire. However, it is conceivable to wait for a certain number of misfires detected before switching to the other operating mode.
Die Brennkraftmaschine 1 wird für eine vorgebbare Zeitdauer T in der anderen Betriebsart betrieben. In einem Funktionsblock 24 wird eine Variable t aus der Summe der aktuellen Zeit und der Zeitdauer T gebildet. Anschließend wird in einem Abfrageblock 25 überprüft, ob in der anderen Betriebsart ebenfalls Aussetzer auftreten. Falls keine Aussetzer auftreten, wird in einem Abfrageblock 26 überprüft, ob die Zeitdauer T bereits abgelaufen ist. Falls die Zeitdauer T abgelaufen ist, wird zu dem Funktionsblock 21 verzweigt, wo die Brennkraftmaschine 1 wieder in die ursprüngliche Betriebsart umgeschaltet wird. Nun wird noch einmal überprüft, ob in der ursprünglichen Betriebsart weiterhin Aussetzer auftreten. Falls dem so ist, wird wieder in die andere Betriebsart (Funktionsblock 23) umgeschaltet. Falls in der ursprünglichen Betriebsart keine Aussetzer mehr auftreten, wird die Brennkraftmaschine 1 in der ursprünglichen Betriebsart weiterbetrieben.The internal combustion engine 1 is operated in the other operating mode for a predeterminable time period T. In a function block 24 , a variable t is formed from the sum of the current time and the time period T. A query block 25 then checks whether misfires also occur in the other operating mode. If no dropouts occur, a query block 26 checks whether the time period T has already expired. If the time period T has elapsed, the process branches to function block 21 , where internal combustion engine 1 is switched back to the original operating mode. Now it is checked again whether misfires still occur in the original operating mode. If so, the system switches back to the other operating mode (function block 23 ). If misfires no longer occur in the original operating mode, the internal combustion engine 1 continues to be operated in the original operating mode.
Falls in dem Abfrageblock 25 jedoch auch in der anderen Betriebsart Aussetzer detektiert werden, wird in Funktionsblock 27 davon ausgegangen, dass dauerhafte Aussetzer vorliegen, die zu einer Beeinträchtigung der Brennkraftmaschine 1 oder des Katalysators 12 führen können. Es werden geeignete - an sich aus dem Stand der Technik bekannte - Maßnahmen getroffen, die je nach Aussetzerrate ein Ablegen eines Fehlereintrags in dem Steuergerät 13, eine Aktivierung einer Kontrollleuchte oder bei hohen Aussetzerraten sogar eine Abschaltung der Einspritzung einzelner oder mehrerer Zylinder umfassen können. In Funktionsblock 28 ist das erfindungsgemäße Verfahren beendet.However, if misfires are also detected in the query block 25 in the other operating mode, it is assumed in function block 27 that there are permanent misfires that can impair the internal combustion engine 1 or the catalytic converter 12 . Suitable measures are taken, which are known per se from the prior art and, depending on the misfire rate, can include storing an error entry in the control unit 13 , activating a control lamp or, in the case of high misfire rates, even switching off the injection of individual or more cylinders. The method according to the invention is ended in function block 28 .
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