DE19917708C1 - IC engine fuel mixture evaluation method uses ion probe for providing ion current characteristic with comparison of amplitude maxima for determining fuel mixture residual gas component - Google Patents
IC engine fuel mixture evaluation method uses ion probe for providing ion current characteristic with comparison of amplitude maxima for determining fuel mixture residual gas componentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Zusam mensetzung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, bei dem mittels einer im Brennraum an geordneten Ionenstromsonde ein Ionenstromsignalverlauf über ein jeweiliges Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine hinweg gemessen wird.The invention relates to a method for determining together Composition of an air-fuel mixture in a combustion chamber an internal combustion engine, in which by means of one in the combustion chamber ordered ion current probe an ion current waveform over a respective working cycle of the internal combustion engine measured becomes.
Für Brennkraftmaschinen ist es bekannt, die Zusammensetzung ei nes Luft-Kraftstoff-Gemisches mittels im Abgasstrang angeordne ter Lambdasonden zu messen. Solche Lambdasonden sind Schaltson den, mit denen eine Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführten Luft- Kraftstoff-Gemisches vom stöchiometrischen Wert mit einer rela tiven Genauigkeit von 1% bis 3% erkannt werden kann. Aufgrund ihrer Anordnung im Abgasstrang erfassen sie üblicherweise jedoch nur einen Mittelwert über eine oder alle Zylindergruppen. Außer dem ist dieses Meßverfahren mit einer Totzeit behaftet, bedingt durch die Ausstoß- und Transportzeit für das bei der Verbrennung gebildete Abgas.For internal combustion engines, it is known that the composition air / fuel mixture arranged in the exhaust system ter Lambda probes to measure. Such lambda sensors are switching sounds those with which a deviation of the air / fuel ratio of an air supplied to the cylinders of the internal combustion engine Fuel mixture of stoichiometric value with a rela tive accuracy of 1% to 3% can be recognized. Because of However, they usually record their arrangement in the exhaust line only an average over one or all cylinder groups. Except this measurement method is associated with a dead time through the ejection and transport time for that during combustion formed exhaust gas.
In der DE 196 47 161 A1 ist ein Verfahren zum Steuern von Zünd zeitpunkt und Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschi ne mit innerer Verbrennung beschrieben, bei dem in den Brennräu men der Brennkraftmaschine mittels einer als Ionenstromsonde dienenden Zündkerze ein Ionenstromsignal gemessen wird, das für das Regeln von beispielsweise der Kraftstoffeinspritzmenge, wel che das Luft-Kraftstoff-Verhältnis festlegt, herangezogen wird. DE 196 47 161 A1 describes a method for controlling ignition time and fuel injection at an internal combustion engine ne described with internal combustion, in which in the Brennräu men of the internal combustion engine by means of an ion current probe serving spark plug an ion current signal is measured, which for regulating, for example, the amount of fuel injection, wel determines the air-fuel ratio, is used.
Speziell werden dazu Lage und Amplitude von Maxima des Ionen stromverlaufses über ein Arbeitsspiel ausgewertet.In particular, the position and amplitude of maxima of the ions current flow evaluated over a work cycle.
Die DE 196 80 104 T1 offenbart eine Bestimmung des momentanen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in jedem einzelnen Zylinder einer Brennkraftmaschine durch zylinderindividuelle Messung eines Io nenstromsignals mittels einer Zündkerze. Dabei wird aus einer Steigung der Flanke des ersten Ionenstrommaximums auf die Zusam mensetzung des verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches, speziell auf den Lambdawert, im jeweiligen Zylinder geschlossen.DE 196 80 104 T1 discloses a determination of the current one Air / fuel ratio in each cylinder one Internal combustion engine through cylinder-specific measurement of an Io current signal by means of a spark plug. One becomes Slope of the flank of the first ion current maximum to the co Specification of the burned air-fuel mixture, especially to the lambda value, closed in the respective cylinder.
In der EP 0 801 226 A2 ist das Messen eines Ionenstromes in Re aktion auf aktiv von einer Zündkerze erzeugten Prüfimpulse be schrieben, wobei die erhaltenen Meßsignalverläufe durch Integra tion oder punktweises Abtasten oder Beobachtung der Zeitdauer bis zum Erreichen eines Schwellwertes ausgewertet werden. Die ausgewertete Information wird dazu verwendet, die Zusammenset zung eines zu verbrennenden Luft-Kraftstoff-Gemisches einzustel len bzw. eine Veränderung des Zündzeitpunktes vorzunehmen.EP 0 801 226 A2 describes the measurement of an ion current in Re action on test pulses actively generated by a spark plug wrote, the measurement signal curves obtained by Integra tion or point-by-point sampling or observation of the duration be evaluated until a threshold value is reached. The evaluated information is used to assemble of an air-fuel mixture to be burned len or make a change in the ignition timing.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Brenn raum einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem insbesondere ein Restgasanteil, d. h. ein durch ein Abgasrückführung oder Ab gasrückhaltung im zu verbrennenden Luft-Kraftstoff-Gemisch ent haltener Abgasanteil, und/oder der Lambdawert zuverlässig und verzögerungsfrei zylinderindividuell ermittelt werden können. The object of the invention is to provide a method for determining the Composition of an air-fuel mixture in a burner To create space of an internal combustion engine with which in particular a residual gas fraction, d. H. one through an exhaust gas recirculation or Ab gas retention in the air-fuel mixture to be burned Exhaust gas content, and / or the lambda value reliable and cylinder-specific can be determined without delay.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 4 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1 or 4 solved.
Beim Verfahren nach Anspruch 1 wird aus einem Vergleich der Amp lituden eines ersten lokalen Maximums und eines zweiten lokalen Maximums des Ionenstromverlaufs auf einen Restgasanteil im Luft- Kraftstoff-Gemisch geschlossen wird. Auf diese Weise kann zylin derselektiv und ohne Zeitverzögerung für den jeweiligen Verbren nungsvorgangs ein etwaiger Abgasanteil im verbrannten Luft-Kraft stoff-Gemisch bestimmt werden. Dieser Vorgehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die beiden Maxima in unterschied licher Weise als Funktion des Restgasanteils einerseits und an derer Kenngrößen des Luft-Kraftstoff-Gemischs andererseits, ins besondere des Lambdawertes, ändern, so daß aus dem Vergleich der beiden Maxima spezifisch auf den Restgasanteil geschlossen wer den kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Bestimmung des Restgasanteils im Luft-Kraftstoff-Gemisch auf Größen zurückzu führen, die sich vergleichsweise einfach aus einem Ionenstrom signalverlauf ermitteln lassen.In the method according to claim 1, the comparison of the amp situations of a first local maximum and a second local maximum Maximum of the ion current course on a residual gas portion in the air Fuel mixture is closed. In this way, cylin derselective and without time delay for the respective consumption a possible exhaust gas component in the burned air force substance mixture can be determined. This approach is the Understanding that the two maxima differed in Licher on the one hand and as a function of the residual gas content whose parameters of the air-fuel mixture, on the other hand, ins particular of the lambda value, so that from the comparison of the two maxima specifically on the residual gas content who that can. In this way it is possible to determine the Residual gas content in the air-fuel mixture to sizes lead that are comparatively simple from an ion current Have the signal curve determined.
In Weiterbildung der Erfindung wird nach Anspruch 2 auf den Restgasanteil im Luft-Kraftstoff-Gemisch in einfacher Weise aus dem Verhältnis der Amplituden des zweiten lokalen Maximums und des ersten lokalen Maximums des Ionenstromsignalverlaufs ge schlossen. In Weiterbildung dieser Maßnahme wird nach Anspruch 3 das Verhältnis der Amplituden des zweiten lokalen Maximums und des ersten lokalen Maximums des Ionenstromsignalverlaufs mit ei nem oder mehreren Schwellwerten verglichen und daraus auf den Restgasanteil im Luft-Kraftstoff-Gemisch geschlossen.In a further development of the invention, according to claim 2 Residual gas in the air-fuel mixture in a simple manner the ratio of the amplitudes of the second local maximum and the first local maximum of the ion current waveform ge closed. In a further development of this measure, according to claim 3 the ratio of the amplitudes of the second local maximum and the first local maximum of the ion current waveform with ei compared to one or more threshold values and from this to the Residual gas in the air-fuel mixture closed.
Beim Verfahren nach Anspruch 4 wird aus der Steigung des Ionen stromsignalverlaufs vor dem ersten lokalen Maximum auf das Luft- Kraftstoff-Verhältnis, d. h. den Lambdawert, des Luft-Kraftstoff- Gemisches geschlossen. Bei Kombination mit den Maßnahmen eines der Ansprüche 1 bis 3 können auf diese Weise Lambdawert und Restgasanteil des Luft-Kraftstoff-Gemischs gleichzeitig bestimmt werden. In the method according to claim 4, the slope of the ion current waveform before the first local maximum on the air Fuel ratio, d. H. the lambda value, the air-fuel Mixture closed. When combined with the measures of a of claims 1 to 3 can in this way lambda value and Residual gas content of the air-fuel mixture is determined simultaneously become.
In Weiterbildung der Erfindung wird nach Anspruch 5 die Bestim mung des Restgasanteils vorteilhafterweise dazu genutzt, die Funktionsfähigkeit eines Abgasrückführsystems diagnostisch zu überwachen und auf diese Weise Fehlfunktionen desselben frühzei tig zu erkennen.In a further development of the invention, the Bestim tion of the residual gas portion advantageously used to Functionality of an exhaust gas recirculation system diagnostically monitor and thus malfunction the same early recognizable.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen: An advantageous embodiment of the invention is in the Figures shown and will be described below. Show it:
Fig. 1 einen typischen Verlauf eines mittels einer Zündkerze im Brennraum einer Brennkraftmaschine gemessenen Ionen stromsignales, Fig. 1 shows a typical curve of a measured by means of a spark plug in the combustion chamber of an internal combustion engine ion current signal,
Fig. 2 typische Ionenstromsignalverläufe für verschiedene Lambdawerte ohne Restgasanteil, FIG. 2 typical ion current waveforms for different lambda values without residual gas,
Fig. 3 typische Ionenstromsignalverläufe für verschiedene Lambdawerte mit einem vorgegebenen Restgasanteil, Fig. 3 shows typical ion current waveforms for different lambda values with a predetermined amount of residual gas,
Fig. 4 aus gemessenen Ionenstromsignalverläufen ermittelte Lambdawerte für aufeinanderfolgende Arbeitsspiele und Fig. 4 lambda values determined from the measured ion current waveforms for successive working cycles and
Fig. 5 bis 7 Diagramme des Verhältnisses von zweitem zu erstem Ionenstrommaximum für aufeinanderfolgende Arbeitsspiele für drei unterschiedliche Betriebssituationen mit ver schiedenen Restgasanteilen im Luft-Kraftstoff-Gemisch. FIGS. 5 to 7 are diagrams of the ratio of second to the first ion current maximum for successive working cycles for three different operating situations with different ver residual gas components in the air-fuel mixture.
Für die Durchführung der nachfolgend im einzelnen beschriebenen Vorgehensweisen zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Luft- Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine durch Auswertung eines Ionenstromsignalverlaufs ist jede her kömmliche Ionenstrommeßeinrichtung geeignet, welche die zeitauf gelöste Messung des Ionenstromverlaufs über ein jeweiliges Ar beitsspiel der Brennkraftmaschine hinweg erlaubt. Als Ionen strommeßsonde kann insbesondere wie üblich eine Zündkerze dienen. Es ist lediglich eine für das vorliegende Verfahren ge eignete Ionenstrom-Auswerteeinheit zu verwenden, deren Realisie rung sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung der von ihr vorzunehmenden Auswertefunktionalitäten ohne weite res ergibt.For the implementation of the details described below Procedures for determining the composition of an air Fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine by evaluating an ion current waveform, each is ago conventional ion current measuring device suitable, which the time dissolved measurement of the ion current curve over a respective Ar example of the engine allowed away. As ions Current measuring probe can in particular, as usual, be a spark plug serve. It is only one for the present method to use a suitable ion current evaluation unit, the realization of which tion for the expert from the following description the evaluation functions to be carried out by her without much res results.
In Fig. 1 ist mittels einer Kurve 1 ein typischer, mit einer als Ionenstromsonde verwendeten Zündkerze gemessener Ionenstromver lauf als Funktion eines Kurbelwellenwinkels ϕ dargestellt. Weil die Zündkerze primär zur Zündung des Gemisches im Brennraum ein gesetzt wird, ist das Ionenstromsignal zwischen einem Einsatz punkt 2 und einem Endzeitpunkt 3 bei der in der Fig. 1 darge stellten Kurve 1 ausgeblendet. Nach Ende des Zündvorgangs bilden sich über ein Arbeitsspiel hinweg bei der Ionenstromkurve 1 zwei Maxima 4, 5 heraus, wobei der Kurvenverlauf im Detail von der Zusammensetzung des zu verbrennenden Gemisches abhängt.In Fig. 1, a typical ion current flow measured with a spark plug used as an ion current probe is shown as a function of a crankshaft angle ϕ by means of a curve 1 . Because the spark plug is primarily used to ignite the mixture in the combustion chamber, the ion current signal between a point of use 2 and an end point 3 is hidden in curve 1 shown in FIG. 1. After the ignition process has ended, two maxima 4 , 5 form in the ion current curve 1 over a working cycle, the course of the curve depending in detail on the composition of the mixture to be burned.
Fig. 2 zeigt, wie sich der Verlauf eines mittels einer Zündkerze gemessenen Ionenstromes als Funktion des Kurbelwellenwinkels ϕ für verschiedene Werte der Luftzahl λ (Lambdawert), d. h. des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des verbrannten Gemisches, ändert. Dabei beträgt bei den in Fig. 2 dargestellten Kurven der Rest gasgehalt 0%, d. h. es wird kein Abgas in einen betreffenden Brennraum der Brennkraftmaschine zurückgeführt. Fig. 3 zeigt entsprechend den Verlauf des gemessenen Ionenstromes als Funkti on des Kurbelwellenwinkels ϕ für verschiedene Werte der Luftzahl λ für einen 5%-igen Abgasanteil am Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum. Aus einem Vergleich der Fig. 2 und 3 ergibt sich fol gendes. Die Steigung des Ionenstromsignalverlaufs vor dem ersten Ionenstrommaximum 20 bzw. 30 ist in guter Näherung linear von der Luftzahl λ abhängig. Die Höhe des zweiten Ionenstrommaximums 21 bzw. 31 nimmt bei fester Luftzahl λ mit zunehmendem Abgasan teil im Luft-Kraftstoff-Gemisch stärker ab, als dies für das er ste Ionenstrommaximum 20 bzw. 30 der Fall ist. Fig. 2 shows how the curve of a measured by means of a spark plug ion current as a function of the crankshaft angle is φ for different values of the air ratio λ (lambda value) of the air / fuel ratio of the burnt mixture that is, changes. In the curves shown in FIG. 2, the residual gas content is 0%, ie no exhaust gas is returned to a combustion chamber of the internal combustion engine. Fig. 3 shows in accordance with the profile of the measured ion current as a functi on of the crankshaft angle φ for different values of the air ratio λ of a 5% share of the exhaust gas air-fuel mixture in the combustion chamber. A comparison of FIGS. 2 and 3 results in the following. The slope of the ion current signal curve before the first ion current maximum 20 or 30 is linearly dependent on the air ratio λ to a good approximation. The height of the second ion current maximum 21 or 31 decreases with a fixed air ratio λ with increasing exhaust gas share in the air-fuel mixture more than is the case for the first ion current maximum 20 or 30 .
In Fig. 4 ist jeweils für eine große Anzahl von aufeinanderfol genden Arbeitsspielen der aus der Steigung vor dem ersten Ionen strommaximum 20 bzw. 30 ermittelte Lambdawert für die Zusammen setzung des verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches für drei Be triebsphasen der Brennkraftmaschine mit drei zugehörigen Kurven 41, 42, 43 aufgetragen, wobei zur Kurvenglättung eine gleitende Mittelwertbildung über jeweils drei Ionenstromsignale vorgenom men wurde. Aus einer Mittelung über die jeweilige Kurve 41, 42, 43 läßt sich dann der tatsächliche Lambdawert abschätzen. Im Fall der Kurve 41 wurde auf diese Weise ein Wert von λ = 1,067 ab geleitet, für die Kurven 42 und 43 ergaben sich Lambdawerte von λ = 0,998 bzw. λ = 0,951. Diese Resultate zeigen, daß sich bei geeig neter Mittelwertbildung über eine genügende Anzahl von Arbeits spielen aus der Steigung vor dem ersten Ionenstrommaximum 20 bzw. 30 einer Ionenstromkurve der Lambdawert mit ausreichender Genauigkeit ermitteln läßt.In Fig. 4 is for a large number of consecutive work cycles from the slope before the first ion current maximum 20 or 30 determined lambda value for the composition of the combusted air-fuel mixture for three operating phases of the internal combustion engine with three associated curves 41 , 42 , 43 are plotted, a smoothing of the mean values being carried out over three ion current signals for smoothing the curve. The actual lambda value can then be estimated from averaging over the respective curve 41 , 42 , 43 . In the case of curve 41 , a value of λ = 1.067 was derived in this way, for curves 42 and 43 the lambda values were λ = 0.998 and λ = 0.951. These results show that with suitable averaging over a sufficient number of working games, the lambda value can be determined with sufficient accuracy from the slope before the first ion current maximum 20 or 30 of an ion current curve.
Anhand der Fig. 5, 6 und 7 ist ersichtlich, wie aus Ionenstrom signalen ein Abgasanteil (Restgasgehalt) bestimmt werden kann. Dazu ist in den Fig. 5, 6 und 7 jeweils für unterschiedlichen Restgasgehalt das Verhältnis von zweitem Ionenstrommaximum 21, 31 zu erstem Ionenstrommaximum 20, 30 für zahlreiche aufeinan derfolgende Arbeitsspiele und verschiedene Lambdawerte aufgetra gen. Bei einem Restgasgehalt von 0% wurde, wie in Fig. 5 darge stellt, die Kurve 51 bei λ = 1,067, die Kurve 52 bei λ = 0,998 und die Kurve 53 bei λ = 0,951 erhalten, wobei die Lambdawerte wie oben zu Fig. 4 erläutert bestimmt wurden. Es zeigt sich, daß im Rah men des Signal-Rauschverhältnisses der Quotient aus zweitem Io nenstrommaximum und erstem Ionenstrommaximum vom Lambdawert des Luft-Kraftstoff-Gemisches weitestgehend unabhängig ist. Weiter läßt sich aus Fig. 5 erkennen, daß bei einem Restgasgehalt von 0% die Kurven 51, 52 und 53 weitestgehend oberhalb einer Schwellwertlinie 54 verlaufen, die dem Verhältniswert 0,5 ent spricht.Referring to Figs. 5, 6 and 7 can be seen how ionic current signals from a proportion of exhaust gas (residual gas) can be determined. For this purpose is shown in Figs. 5, 6 and 7 each gene, the ratio of the second ion current peak 21, 31 aufgetra to the first ion current peak 20, 30 for numerous aufeinan derfolgende working cycles and different Lambda values for different residual gas content. Was at a residual gas content of 0%, as shown in FIG. 5 shows curve 51 at λ = 1.067, curve 52 at λ = 0.998 and curve 53 at λ = 0.951, the lambda values being determined as explained above in relation to FIG. 4. It can be seen that, within the framework of the signal-to-noise ratio, the quotient of the second ion current maximum and the first ion current maximum is largely independent of the lambda value of the air-fuel mixture. Next can be calculated from Fig. 5 seen that at a residual gas content of 0%, the curves 51, 52 and 53 extend as far as possible above a threshold line 54, which speaks ent to the ratio value of 0.5.
In Fig. 6 ist das Verhältnis von zweitem Ionenstrommaximum und erstem Ionenstrommaximum bei einem Restgasgehalt von 5% über zahlreiche Arbeitsspiele aufgetragen. Der Kurve 61 liegt dabei ein Lambdawert von λ = 0,934, der Kurve 62 ein Lambdawert von λ = 1,008 und der Kurve 63 ein Lambdawert von λ = 1,067 zugrunde. Es ist erkennbar, daß sich im Rahmen des Signal-Rausch-Verhält nisses das Verhältnis von zweitem Ionenstrommaximum und erstem Ionenstrommaximum wiederum als vom Lambdawert unabhängig erweist und daß bei einem Restgasgehalt von 5% die Kurven unterhalb ei ner Schwellwertlinie 64 mit dem Wert 0,5 verlaufen. Fig. 7 zeigt über viele Arbeitsspiele aufgetragen das Verhältnis von zweitem Ionenstrommaximum zu erstem Ionenstrommaximum bei einem Restgas gehalt von 10%. Hier liegt der Kurve 71 ein Lambdawert von λ = 1,057, der Kurve 72 ein Lambdawert von λ = 0,998 und der Kurve 73 ein Lambdawert von λ = 0,955 zugrunde. Wiederum ist ersichtlich, daß alle Kurven deutlich unterhalb einer Schwellwertlinie 74 mit dem Wert 0,5 verlaufen. Im Rahmen des Signal-Rausch-Verhält nisses liegt das Verhältnis des zweiten Ionenstrommaximums zum ersten Ionenstrommaximum bei einem Wert von etwa 0,1. Wie dieses Beispiel zeigt, kann somit durch Vorgabe eines Schwellwertes von z. B. 0,5 in einfacher Weise recht zuverlässig anhand der Ionen stromauswertung, speziell anhand des Verhältnisses der beiden Maxima, erkannt werden, ob der Restgasanteil größer oder kleiner als ein vorgebbarer Wert, z. B. 5%, ist.In FIG. 6, the ratio of the second ion current maximum and the first ion current maximum is applied at a residual gas content of 5% over numerous operating cycles. Curve 61 is based on a lambda value of λ = 0.934, curve 62 is based on a lambda value of λ = 1.008 and curve 63 is based on a lambda value of λ = 1.067. It can be seen that in the context of the signal-to-noise ratio, the ratio of the second ion current maximum and the first ion current maximum again proves to be independent of the lambda value and that with a residual gas content of 5% the curves below a threshold line 64 with the value 0.5 run. Fig. 7 shows many working cycles applied the ratio of second to first ion current maximum ion current maximum at a residual gas content of 10%. Curve 71 is based on a lambda value of λ = 1.057, curve 72 is based on a lambda value of λ = 0.998 and curve 73 is based on a lambda value of λ = 0.955. Again it can be seen that all the curves run clearly below a threshold value line 74 with the value 0.5. Within the framework of the signal-to-noise ratio, the ratio of the second ion current maximum to the first ion current maximum is around 0.1. As this example shows, a threshold value of z. B. 0.5 in a simple manner quite reliably based on the ion current evaluation, especially based on the ratio of the two maxima, whether the residual gas portion is greater or less than a predeterminable value, for. B. 5%.
Aus den oben dargelegten Eigenschaften der Maxima des Ionensi gnalverlaufs ergibt sich folglich die Möglichkeit, die Zusammen setzung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches hinsichtlich Lambdawert und Abgasanteil unmittelbar im Brennraum der Brennkraftmaschine zu bestimmen. Dazu wird Ionenstromsignalverlauf über ein jewei liges Arbeitsspiel gemessen. Dieser gemessene Ionenstromsignal verlauf wird einer Auswertung unterzogen, bei der die Amplitude und die Lage des ersten Ionenstrommaximums und die Amplitude des zweiten Ionenstrommaximums erfaßt werden. Aus der gemittelten Amplitude und Lage des ersten Ionenstrommaximums wird dann die Steigung des ersten Ionenstrommaximums berechnet. Dieser berech neten Steigung wird dann z. B. durch Vergleich mit einer in einem Speicher abgelegten Kennlinie ein entsprechender Lambdawert zu geordnet. Weiter wird aus den gemittelten Amplituden von zweitem Ionenstrommaximum und erstem Ionenstrommaximum das Verhältnis gebildet. Aus diesem Verhältnis und dem wie oben bestimmten Lambdawert wird wiederum z. B. anhand einer entsprechenden, in einem Speicher abgelegten Kennlinie der Abgasanteil im Luft- Kraftstoff-Gemisch ermittelt.From the properties of the maxima of the ionensi set out above As a result, there is an opportunity to work together Setting an air-fuel mixture with regard to lambda value and exhaust gas content directly in the combustion chamber of the internal combustion engine to determine. For this purpose, the ion current signal curve over a respective working cycle measured. This measured ion current signal course is subjected to an evaluation in which the amplitude and the location of the first ion current maximum and the amplitude of the second ion current maximum can be detected. From the averaged The amplitude and position of the first ion current maximum then becomes the Slope of the first ion current maximum calculated. This calc neten slope is then z. B. by comparison with one in one Stored characteristic curve to a corresponding lambda value orderly. The averaged amplitudes become second Ion current maximum and the first ion current maximum the ratio educated. From this ratio and the one determined above Lambda value is in turn z. B. based on a corresponding, in characteristic curve stored in a memory Fuel mixture determined.
Zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses kann je nach erforderlicher Genauigkeit eine Mittelwertbildung über drei, zehn oder mehr Arbeitsspiele erfolgen. Anstatt einen Mittelwert über ausgewertete Ionenstromsignalgrößen zu bestimmen, ist es auch möglich, zunächst eine Mittelung über eine Vielzahl von ge messenen Ionenstromsignalverläufen durchzuführen und dann aus einem mittleren Ionenstromsignalverlauf die Ionenstromsignalgrö ßen zu bestimmen, um aus ihnen ohne weitere Mittelung den Lambdawert und den Abgasanteil zu gewinnen. Alternativ dazu kön ne auch aus einzelnen, in aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen gemessenen Ionenstromkurven abgeleitete Lambdawerte und/oder Restgasanteile des Luft-Kraftstoff-Gemisches Mittelwerte gebil det werden, um aussagekräftige Werte zu erhalten.To improve the signal-to-noise ratio, depending on required accuracy averaging over three, ten or more work cycles are carried out. Instead of an average it is to be determined via evaluated ion current signal quantities also possible, first averaging over a variety of ge perform measured ion current waveforms and then off an average ion current signal curve the ion current signal size ß to determine from them without further averaging Lambda value and the proportion of exhaust gas to be gained. Alternatively, ne also from individual, in successive work games lambda values and / or derived ion current curves Residual gas fractions of the air-fuel mixture averages be used to obtain meaningful values.
Bei der Bestimmung des Restgasanteils aus dem Verhältnis der Amplituden von zweitem Ionenstrommaximum zu erstem Ionenstromma ximum ist es je nach Bedarf möglich, den Abgasanteil im Brenn raum quantitativ zu bestimmen oder das ermittelte Maximaverhält nis lediglich als Entscheidungskriterium dahingehend heranzuzie hen, ob der Restgasanteil einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet. Beispielsweise kann so die Funktion eines Abgas rückführsystems überprüft werden. Bei Vorhandensein einer Lambdasonde kann mit dieser die zur Bestimmung des Restgasan teils nötige Kenntnis des Lambdawertes erhalten werden, statt dazu wie oben angegeben die Steigung an der Flanke des ersten Ionenstrommaximums auszuwerten.When determining the residual gas proportion from the ratio of Amplitudes from the second ion current maximum to the first ion current ximum it is possible, depending on the need, the exhaust gas content in the burner to determine space quantitatively or the determined maximum ratio only as a decision criterion hen whether the residual gas proportion exceeds a certain value or falls below. For example, the function of an exhaust gas feedback system can be checked. If there is one Lambda probe can be used to determine the residual gas necessary knowledge of the lambda value can be obtained instead plus the slope on the flank of the first as stated above Evaluate ion current maximums.
Claims (5)
- - mittels einer im Brennraum angeordneten Ionenstromsonde ein Ionenstromsignalverlauf über ein jeweiliges Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine hinweg gemessen wird,
- - aus einem Vergleich der Amplituden eines ersten lokalen Ma ximums (4) und eines zweiten lokalen Maximums (5) des Ionen stromsignalverlaufs (1) auf einen Restgasanteil im Luft-Kraft stoff-Gemisch geschlossen wird.
- an ion current signal curve is measured over a respective working cycle of the internal combustion engine by means of an ion current probe arranged in the combustion chamber,
- - From a comparison of the amplitudes of a first local maximum ( 4 ) and a second local maximum ( 5 ) of the ion current waveform ( 1 ), a conclusion is drawn about a residual gas content in the air-fuel mixture.
- - mittels einer im Brennraum angeordneten Ionenstromsonde ein Ionenstromsignalverlauf über ein jeweiliges Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine hinweg gemessen wird,
- - aus der Steigung des Ionenstromsignalverlaufs vor dem ersten lokalen Maximum (4) auf das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches geschlossen wird.
- an ion current signal curve is measured over a respective working cycle of the internal combustion engine by means of an ion current probe arranged in the combustion chamber,
- - The air / fuel ratio of the air / fuel mixture is inferred from the slope of the ion current signal curve before the first local maximum ( 4 ).
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