DE3641114A1 - Verfahren zur zylinderdruckdetektion bei einer brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zur zylinderdruckdetektion bei einer brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Detektieren
des Zylinderdrucks bei einer Brennkraftmaschine
und insbesondere auf ein Verfahren zum Detektieren
des maximalen Zylinderdrucks sowie, falls gewünscht,
des Kurbelwellenwinkels, bei dem der maximale
Zylinderdruck aufgetreten ist.
In den letzten Jahren sind Verfahren zum Detektieren
des Zylinderverbrennungsdrucks bei Brennkraftmaschinen
und zur Verwendung der detektierten Werte zur Steuerung
der Zündverstellung und weiterer Betriebsparameter der
Maschine in umfassendem Maße übernommen worden. Zur
erforderlichen Bestimmung des Verbrennungsdrucks und
insbesondere zur Bestimmung des maximalen Zylinderdrucks
(Pmax) ist in der Praxis ein Verfahren verwendet
worden, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 59(1984) - 2 796 offenbart worden ist, bei dem
ein Kreis zur Detektion des Maximaldrucks aufgebaut
wird, wobei ein Operationsverstärker, ein Kondensator
und dgl. verwendet werden, die Ausgangssignale eines
Drucksensors addiert werden und in den Detektionskreis
eingegeben werden, wodurch der Maximaldruckwert bestimmt
wird, und der bestimmte Wert wird beim Kondensator
gespeichert. Zur Detektion des Kurbelwellenwinkels,
bei dem der Maximaldruck erreicht worden ist,
d. h. des maximalen Zylinderdruckwinkels ϑ pmax, wurde
herkömmlich ein Verfahren verwendet, wie es z. B. in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 58(1983) - 33 394
offenbart ist, bei dem das Ausgangssignal eines Drucksensors
unter Verwendung eines Differenzierkreises
differenziert wird und das Ergebnis der Differenzierung
in einen Vergleichskreis zum Vergleich mit einem vorbestimmten
Wert eingegeben wird. Da sich diese bekannten
Verfahren beide auf Analogkreise für die
Detektion stützen, sind sie nicht völlig zufriedenstellend,
was die Genauigkeit oder die Nachlauffunktion
während des Maschinenbetriebs mit hoher Drehzahl anbelangt.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Verfahren
besteht darin, daß sie einen komplizierten Stromkreis
bzw. Beschaltung benötigen.
Die bekannte Technologie, bei der darauf abgestellt
wurde, die Nachteile der obigen Verfahren zu überwinden,
umfaßt z. B. die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 57(1982) - 1 73 565, die sich auf ein Verfahren
zur Verwendung eines A/D-Wandlers zum A/D-
Umwandeln des Ausgangssignals eines Zylinderdrucksensors
einmal pro festgelegtem Winkel der Kurbelwellendrehung
und zur Festlegung des Kurbelwellenwinkels zu der Zeit,
zu der der umgewandelte Wert das Maximum erreicht hat,
als maximalen Zylinderdruckwinkel ϑ pmax. Obwohl bei
diesem Verfahren Verfahren zur Detektion des Zylinderdrucks
und zur Bestimmung des maximalen Druckwerts und
des Kurbelwellenwinkels, bei dem der maximale Druckwert
auftritt, offenbart sind, können bei diesem Verfahren
nicht gleichzeitig das Vorhandensein oder Fehlen von
Klopfen auf der Basis des detektierten Zylinderdrucks
bestimmt werden und es läßt in dieser Hinsicht viel zu
wünschen übrig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Detektion des Zylinderdrucks bei Brennkraftmaschinen
anzugeben, das ohne die oben erwähnten Nachteile
der bekannten Verfahren arbeitet und hohe Genauigkeit
und eine hervorragende Nachlauffunktion bei der Detektion
des Zylinderdrucks ermöglicht.
Durch die Erfindung soll auch ein Verfahren angegeben
werden, mit dem nicht nur der maximale Zylinderdruck
und der maximale Zylinderdruckwinkel detektiert werden
können, sondern auch gleichzeitig das Vorhandensein
oder Fehlen von Klopfen auf der Basis des Ausgangssignals
eines Drucksensors bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weitergestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion des
Zylinderdrucks bei einer Brennkraftmaschine umfaßt die
Schritte, daß die Ausgangsdaten eines Zylinderdrucksensors
digital abgetastet werden, die Veränderungsrate
der abgetasteten Digitaldaten berechnet wird und bestimmt
worden ist, daß Klopfen aufgetreten ist, wenn
die Änderungsrate einen vorbestimmten Wert übersteigt,
und daß festgelegt wird, daß der Maximalwert der abgetasteten
digitalen Daten der maximale Zylinderdruck
ist, wenn nicht bestimmt worden ist, daß Klopfen aufgetreten
ist. Der maximale Zylinderdruckwinkel, d. h. der Kurbelwellenwinkel,
bei dem der maximale Zylinderdruck aufgetreten
ist, kann ebenfalls detektiert werden.
Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und
der Zeichnung weiter ersichtlich. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer
Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens darstellt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, das die Grundidee des
erfindungsgemäßen Detektionsverfahrens
veranschaulicht;
Fig. 3 zwei Diagramme zur Erläuterung des Detektionsverfahrens
gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 2;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das das Detektionsverfahren
des Flußdiagramms von Fig. 2 mehr im einzelnen
veranschaulicht;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Detektionsverfahrens
veranschaulicht;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Detektionsverfahrens
gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 5;
Fig. 7 und 8 Diagramme zur Erläuterung des Falls, in
dem eine Blindzone vorgesehen ist.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Detektionsverfahren
in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten
Vorrichtung zu seiner Ausführung erläutert.
Bei der Detektionsvorrichtung von Fig. 1 ist ein
piezoelektrischer Drucksensor 10 vorgesehen, der in
eine Verbrennungskammer einer Brennkraftmaschine sieht.
Das Ausgangssignal des Drucksensors 10 wird einem
(nicht gezeigten) Ladungsverstärker zur Ladungs-Spannungs-
Umwandlung zugeführt und es wird nach Einstellung
auf eine geeignete Impulsbreite einer Steuereinheit 12
zugeführt, wo es zuerst durch ein Tiefpaßfilter 14 geführt
wird. Die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters wird
auf eine höhere Frequenz als diejenige Frequenz eingestellt,
auf die ein Anstieg beim Auftreten von
Klopfen erwartet wird, so daß das Sensorausgangssignal
noch jeden Klopffrequenzbestandteil des ursprünglichen
Ausgangssignals enthält, wenn es durch das Tiefpaßfilter
14 zu einem Mikrorechner 16 geschickt wird. Im
Mikrorechner 16 wird das Sensorausgangssignal zuerst in
einen A/D-Wandler 18 zur Umwandlung in ein digitales
Signal gegeben. Andererseits ist ein Kurbelwellenwinkelsensor
22 zur Detektion des Kurbelwellenwinkels
einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle, mit der ein
Kolben 20 verbunden ist, an einer geeigneten Stelle
vorgesehen, wie z. B. im Inneren eines (nicht gezeigten)
Verteilers, der der Maschine zugeordnet ist. Der
Kurbelwellenwinkelsensor 22 erzeugt einmal pro festgelegten
Winkeln der Kurbelwellendrehung ein Zylinderidentifizierungssignal,
Kolben-TDC-Signale (OT-Signale)
und Einheitswinkelsignale, die sämtlich über eine gedruckte
I/O-Schaltung (E/A-Schaltung) 24 des Mikrorechners
16 in diesen eingegeben werden.
Der Mikrorechner 16 umfaßt eine Zentraleinheit
(CPU) 26, einen Nurlesespeicher (ROM) 28 und einen
Schreib-Lese-Speicher (RAM) 30. Die CPU 26 berechnet
die geeignete Zündverstellung ausgehend von den
Eingabedaten unter Verwendung des ROM 28 und des RAM 30
und gibt einen Befehl aus, um das
Luft/Kraftstoffgemisch im Inneren der
Zylinderverbrennungskammer über eine Zündvorrichtung
32, einen (nicht gezeigten) Verteiler und
eine Zündkerze 34 zu zünden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zur
Detektion des Zylinderdrucks erläutert. Wie durch das
das Verfahren darstellende Flußdiagramm in Fig. 2 gezeigt
ist, wird das Ausgangssignal des Drucksensors 10
digital abgetastet (Schritt 50). Die Änderungsrate
der so erhaltenen digitalen Daten wird berechnet
(Schritt 52). Es wird bestimmt, daß Klopfen aufgetreten
ist, wenn die Änderungsrate einen vorbestimmten Wert
überschritten hat (Schritte 54, 56), und der Maximalwert
der abgetasteten digitalen Daten wird als der
maximale Zylinderdruck festgelegt, wenn nicht bestimmt
worden ist, daß Klopfen aufgetreten ist (Schritt 58).
Wie später gezeigt wird, kann der maximale Zylinderdruckwinkel
zur selben Zeit detektiert werden.
Das Detektionsverfahren gemäß dem Flußdiagramm von
Fig. 2 wird nun unter Bezugnahme auf die Diagramme in
Fig. 3 erläutert. Nachdem das Ausgangssignal des Drucksensors
das Tiefpaßfilter 14 durchlaufen hat, wird es
bei einer vorbestimmten Abtastrate (in Termen des
Abtastintervalls "tsamp" definiert) in digitale Werte
umgewandelt. Wenn in Betracht gezogen wird, daß die
Maschine bei hoher Drehzahl betrieben wird, ist ein
Abtastintervall im Bereich von 10 bis 25 µs vorzuziehen.
Wenn die digitalen Werte als "pn-1, pn . . ." und
die Differenz zwischen ihnen als "ps" (= pn - pn-1)
festgelegt wird, ist die absolute Änderungsrate "α n"
gleich
Wenn die absolute Änderungsrate eine Abtastung früher
als "α n-1" festgelegt wird, ist es daher möglich, die
Änderung im Gradienten der Druckwellenform durch
Vergleichen von α n und α n-1 zu diskriminieren.
Es wird nun auf das Flußdiagramm in Fig. 4 Bezug
genommen, das das in Fig. 2 veranschaulichte erfindungsgemäße
Detektionsverfahren mehr im einzelnen
zeigt. Beim Schritt 70 wird die Differenz "ps" zwischen
zwei benachbarten digitalen Daten "pn-1" und "pn" berechnet.
Als nächstes wird beim Schritt 72 die absolute
Änderungsrate "α n" durch Division der Differenz "ps"
durch das vorbestimmte Abtastintervall "tsamp" berechnet,
und beim Schritt 74 wird sie mit der absoluten
Änderungsrate α n-1 des vorhergehenden Mals verglichen.
(Für die erste Berechnung wird für α n-1 ein geeigneter
Anfangswert eingestellt und von der zweiten Berechnung
an wird der für α n bei einer vorhergehenden Berechnung
berechnete Wert als der Wert von α n-1 verwendet).
Wenn das Ergebnis des Vergleichs beim Schritt 74 ist,
daß die aktuelle absolute Änderungsrate α n die absolute
Änderungsrate α n-1 des vorhergehenden Mals (oder den
anfangs eingestellten Wert) um nicht weniger als einen
vorbestimmten Betrag überschreitet, wird angenommen,
daß sie eine abnorm große Änderung in der Änderungsrate
bildet, und es wird entschieden, daß eine gezackte
Wellenform aufgetreten ist, die Klopfen anzeigt. In
diesem Fall bewegt sich der Arbeitsablauf zu einem
separaten Klopfsteuerbetrieb, der eine Ausgleichszündverzögerung
oder dgl. umfaßt (Schritt 76). Zur
selben Zeit wird die laufende absolute Änderungsrate
α n als α n-1 zur Verwendung bei der nächsten
Berechnung neu definiert (Schritt 78). Der Arbeitsablauf
kehrt dann zum Schritt 70 zurück.
Wenn Klopfen auftritt, wie beim Diagramm von Fig. 3(A)
gezeigt ist, kann dies aus der Tatsache bestimmt
werden, daß der sich ergebende scharfe Anstieg im
Sensorausgangssignal dann bewirkt, daß die Differenz
zwischen den absoluten Änderungsraten α n und α n-1 den
vorbestimmten Wert überschreitet. Der vorbestimmte Wert
kann daher auf einen beliebigen geeigneten Pegel eingestellt
werden, oder anders ausgedrückt, er kann auf
jeden beliebigen Pegel gesetzt werden, der ausreichend
für eine Diskriminierung zwischen den Zuständen des
Klopfens und Nichtklopfens ist.
Wenn beim Schritt 74 festgestellt wird, daß die Differenz
zwischen α n und α n-1 kleiner als der festgelegte
Wert ist, schreitet der Arbeitsablauf zum Schritt
80 fort, wo entschieden wird, ob die Differenz "ps"
null oder negativ ist. Da das Ergebnis dieser Entscheidung
nur JA ist, wenn die Abtastung beim oder nach
dem Spitzenwert der Wellenform ausgeführt wurde (in
diesem Fall ist "ps" dann null bzw. negativ), kann angenommen
werden, daß der Spitzenwert noch nicht erreicht
worden ist, wenn das Ergebnis der Entscheidung
NEIN ist. Im Fall einer Entscheidung NEIN wird daher
nach Rücksetzen des Flags, das unter Bezugnahme auf den
Schritt 84 erläutert wird und beim Schritt 82 AUS ist,
die laufende absolute Änderungsrate a n als α n-1 zur
Verwendung bei der nächsten Berechnung (Schritt 78) neu
definiert und der Arbeitsablauf kehrt zum Schritt 70
zurück.
Wenn die Entscheidung beim Schritt 80 JA ist, wird beim
Schritt 84 bestimmt, ob dies die erste bestätigende
Entscheidung ist, die beim Schritt 84 ausgeführt worden
ist, indem überprüft wird, ob das Flag gesetzt ist oder
nicht. Wenn das Flag-Bit nicht EIN ist, wird das Flag
nun gesetzt, d. h. aufgestellt (Schritt 86), und da das
Auftreten dieser ersten JA-Entscheidung beim Schritt 84
bedeutet, daß der Spitzenwert der Wellenform erreicht
worden ist, wird beim Schritt 88 angenommen, daß der
bis zu diesem Mal größte der Datenwerte pn, pn-1 . . .
bis (pnmax) sich dem maximalen Zylinderdruck (Pmax)
nähert (vgl. Fig. 3(B)). Dann wird die laufende
absolute Änderungsrate α n als α n-1 zur Verwendung bei
der nächsten Berechnung (Schritt 78) neu definiert und
der Arbeitsablauf kehrt zum Schritt 70 zurück. Selbst
nachdem der Spitzenwert der Wellenform überschritten
worden ist, wird der Ablauf des Flußdiagramms zu dem
Zweck fortgesetzt zu bestimmen, ob Klopfen auftritt.
Wenn festgestellt worden ist, daß Klopfen auftritt,
wird über den Schritt 76 ein Klopfsteuerbetrieb
initiiert, und wenn kein Klopfen festgestellt worden
ist, kehrt der Arbeitsablauf zum Schritt 70 ohne
weitere Berechnung eines maximalen Zylinderdrucks
zurück, da das Flag-Bit bereits einmal gesetzt worden
ist (Schritte 80, 84, 86). Obwohl die Detektion des
maximalen Zylinderdrucks auf einer Approximation
basiert, kann das Ergebnis im wesentlichen gleich dem
tatsächlichen Wert (Istwert) gemacht werden, indem das
Abtastintervall "tsamp" entsprechend klein gemacht
wird.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens gezeigt. Bei dieser Ausführungsform
wird der maximale Zylinderdruckwinkel (ϑ pmax)
zusammen mit dem maximalen Zylinderdruck (Pmax) detektiert.
Das Berechnungsverfahren ist in Fig. 6 gezeigt.
Beim Schritt 100 von Fig. 5, der von dem Augenblick des
Ankommens eines Kolben-TDC-Signals vom Kurbelwellenwinkelsensor
22 an beginnt, wird eine Messung des
Zeitablaufs gestartet, indem die Taktimpulse eines in
den Mikrorechner 16 eingebauten (nicht gezeigten) Taktgebers
gezählt werden. Wenn bestätigt worden ist, daß
sich die Kurbelwelle folgend auf die Ankunft des
Kolben-TDC-Signals um einen vorbestimmten Winkel
gedreht hat, wird beim nachfolgenden Schritt 102 die
Änderungsrate auf dieselbe Weise wie bei der ersten
Ausführungsform berechnet, und es werden eine Diskrimination
und Entscheidung in bezug auf das berechnete
Ergebnis durchgeführt (Schritte 104 bis 112).
Der Grund für die Ausführung der Arbeitsabläufe der
Berechnung, Diskrimination und Entscheidung, nachdem
sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Winkel
gedreht hat, besteht darin, den zu untersuchenden
Bereich auf den minimal erforderlichen Bereich zu
begrenzen.
Beim Schritt 114 wird als nächstes auf der Basis, ob
die Differenz "ps" null ist oder nicht, beurteilt, ob
der Spitzenwert der Wellenform erreicht worden ist.
Wenn festgestellt wird, daß der Zylinderdruck einen
Spitzenwert gehabt hat, wird auf dieselbe Weise wie bei
der ersten Ausführungsform angenommen, daß sich der
Maximalwert der Daten, d. h. pnmax, dem maximalen
Zylinderdruck Pmax annähert (Schritt 116). Dann wird
die Anzahl von Malen gezählt, bei denen festgestellt
wurde, daß "ps" gleich null ist und die Summe "N" wird
im RAM 30 gespeichert (Schritt 118). Der Grund für die
Funktion ist, daß, da das Abtastintervall kürzer als
das Abtastintervall bei der ersten Ausführungsform
gemacht worden ist, der Spitzenwert der Wellenform des
Sensorausgangssignals einen flachen Bereich enthalten
wird, über den die Beziehung "ps = 0" über mehrere
aufeinanderfolgende Abtastungen bestehen wird, was es
erwünscht macht, den Mittelpunkt dieses flachen Bereichs
als entsprechend dem maximalen Zylinderdruckwinkel
ϑ pmax auszuwählen.
Wenn die Beendigung des flachen Bereichs beim
Schritt 120 aufgrund der Tatsache bestätigt worden ist,
daß die Differenz "ps" negativ geworden ist, wird somit
die oben erwähnte Zeitablaufmessung nicht mehr fortgesetzt,
und die Zeitperiode bis zur Beendigung der Zeit-
Die Erfindung läßt sich folgendermaßen zusammenfassen:
Ablaufmessung wird als "tstop" festgelegt (Schritt
122). Indem der Zeitablauf bis zur Position entsprechend
dem maximalen Zylinderdruckwinkel ϑ pmax als
"tpmax" festgelegt wird, kann hier die verstrichene
Zeit "tpmax" berechnet werden als
tpmax = tstop - ((tsamp × 1/2 N) + Δ t
wobei Δ t die Zeit ist, die benötigt wird um zu
bestätigen, daß der flache Bereich geendet hat
(Schritt 124).
ϑ pmax wird nun erhalten, indem die verstrichene Zeit
"tpmax" mit einem Zeit/Winkel-Umwandlungsfaktor "k"
multipliziert wird (Schritt 126). Der Umwandlungsfaktor
"k" wird berechnet als
k = (Maschinendrehzahl × 360 (Grad) / 60 (s)
Nach Beendigung der Schritte 110, 118, 120 und 126 wird
die laufende Änderungsrate α n als α n-1 zur Verwendung
beim nächsten Vergleich neu definiert (Schritt 112) und
die Wiederholung der Arbeitsabläufe des Flußdiagramms
wird fortgesetzt, bis der zweite vorbestimmte Kurbelwellenwinkel
erreicht worden ist (Schritt 128).
Wenn eine Zündvorrichtung oder dgl., bei der eine
Hochspannungsumschaltung verwendet wird, im Zusammenhang
mit der ersten oder zweiten oben beschriebenen
Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, besteht
eine Möglichkeit, daß das Ausgangssignal des Zylinderdrucksensors
durch Rauschen beeinträchtigt wird, was
feine Rippel- oder Brummanteile in der Ausgangswellenform
hervorruft, wie in Fig. 7(A) gezeigt ist. Wenn ein
Punkt, bei dem die Differenz "ps" null wird oder negativ
wird, als der Punkt des maximalen Zylinderdrucks
definiert ist, ist es in einem solchen Fall möglich,
daß ein in der Wellenform vor deren tatsächlichem
Spitzenwert vorhandener kleinerer Spitzenwert "p 1", wie
er in Fig. 7(B) gezeigt ist, als der Punkt des maximalen
Zylinderdrucks fehlidentifiziert wird. Es ist daher
vorzuziehen, eine Blindzone mit vorbestimmter Breite in
bezug auf den Wert von "ps" einzurichten. D. h. es ist
vorzuziehen, festzulegen, daß sämtliche Werte von "ps"
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten
gleich einem einzelnen konstanten Wert sind, wobei auf
diese Weise die Möglichkeit vermieden wird, daß ein
kleinerer Spitzenwert als der Punkt des maximalen
Zylinderdrucks fehlidentifiziert wird. In Fig. 8 ist
ein Beispiel dafür gezeigt, wie die Blindzone in bezug
auf die Maschinendrehzahl oder die Maschinenlast eingestellt
werden kann.
Da die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Detektion
des Zylinderdrucks liefert, bei dem das Ausgangssignal
eines Drucksensors einer Hochdrehzahl-A/D-
Umwandlung unterzogen wird und die Änderungsrate in den
digitalen Daten bestimmt wird, ermöglicht es die Erfindung
nicht nur, den maximalen Zylinderdruck und den
maximalen Zylinderdruckwinkel zu bestimmen, sondern
auch zu detektieren, ob Klopfen aufgetreten ist oder
nicht. Überdies gestattet die Erfindung eine genaue
Bestimmung des maximalen Zylinderdrucks, des maximalen
Zylinderdruckwinkels und des Vorhandenseins oder
Fehlens von Klopfen, ohne daß große Datenmengen im
Speicher gespeichert werden müssen, und die Erfindung
zeigt eine ausgezeichnete Einstellungs- und Nachlauffunktion
selbst während Maschinenbetrieb mit hoher
Drehzahl.
Die Erfindung läßt sich folgendermaßen zusammenfassen:
Das Ausgangssignal eines Zylinderdrucksensors wird
digital abgetastet und die Änderungsrate der abgetasteten
Daten wird anschließend berechnet. Jede berechnete
Änderungsrate wird mit der von einer vorhergehenden
Abtastung verglichen, und wenn festgestellt
wird, daß erstere letztere um mehr als einen vorbestimmten
Betrag überschreitet, wird bestimmt, daß
Klopfen aufgetreten ist. Wenn kein Klopfen festgestellt
wird, wird festgelegt, daß das abgetastete Datensignal
zu dieser Zeit der maximale Zylinderdruck ist. Zur
selben Zeit wird der maximale Zylinderdruckwinkel durch
Messung des Zeitablaufs zwischen einem Referenzzeitpunkt,
wie z. B. dem Kolben-TDC-Signal, und dem Zeitpunkt
gemessen wird, bei dem die Änderungsrate der
abgetasteten Datensignale null wird, und der gemessene
Zeitablauf in die entsprechende Änderung des Kurbelwellenwinkels
umgewandelt wird.
Während in der obigen Beschreibung bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung offenbart sind, können
selbstverständlich verschiedene Abwandlungen oder
Änderungen ausgeführt werden, ohne daß der Bereich der
Erfindung verlassen wird, wie er in den Ansprüchen
dargelegt ist.
Claims (4)
1. Verfahren zur Zylinderdruckdetektion bei einer
Brennkraftmaschine,
dadurch gekennzeichnet, daß
(a) die Ausgangsdatensignale eines Zylinderdrucksensors digital abgetastet werden,
(b) die Änderungsrate der abgetasteten digitalen Datensignale berechnet wird und bestimmt worden ist, daß Klopfen aufgetreten ist, wenn die Änderungsrate einen vorbestimmten Wert überschreitet, und
(c) der Maximalwert der abgetasteten digitalen Datensignale als der maximale Zylinderdruck festgelegt wird, wenn nicht bestimmt worden ist, daß Klopfen aufgetreten ist.
(a) die Ausgangsdatensignale eines Zylinderdrucksensors digital abgetastet werden,
(b) die Änderungsrate der abgetasteten digitalen Datensignale berechnet wird und bestimmt worden ist, daß Klopfen aufgetreten ist, wenn die Änderungsrate einen vorbestimmten Wert überschreitet, und
(c) der Maximalwert der abgetasteten digitalen Datensignale als der maximale Zylinderdruck festgelegt wird, wenn nicht bestimmt worden ist, daß Klopfen aufgetreten ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Schritt (c) der Kurbelwellenwinkel
bestimmt wird, bei dem der maximale Zylinderdruck
aufgetreten ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die digitale Abtastung
darin besteht, daß die Änderungsrate (ps = pn - pn-1)
im Ausgangssignal des Zylinderdrucksensors zwischen
aufeinanderfolgenden Punkten (pn, pn-1) berechnet wird,
die durch ein Zeitintervall (tsamp) getrennt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in bezug auf die Änderungsrate
eine Blindzone eingerichtet wird.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0411580A1 (de) * | 1989-07-31 | 1991-02-06 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | System zum Erfassen des Druckes im Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415934U (de) * | 1987-07-13 | 1989-01-26 | ||
| JP2830012B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1998-12-02 | 三菱自動車工業株式会社 | 燃焼状態計測方法 |
| JP2830011B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1998-12-02 | 三菱自動車工業株式会社 | 燃焼制御マップ作成方法 |
| US5386722A (en) * | 1993-03-24 | 1995-02-07 | Ford Motor Company | Method and apparatus for statistically determining knock borderline and evaluating knock intensity in an internal combustion engine |
| US5763769A (en) * | 1995-10-16 | 1998-06-09 | Kluzner; Michael | Fiber optic misfire, knock and LPP detector for internal combustion engines |
| US7255090B2 (en) * | 2005-12-15 | 2007-08-14 | Ford Global Technologies, Llc | Compression ignition engine with pressure-based combustion control |
| JP4840288B2 (ja) * | 2006-11-14 | 2011-12-21 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置及びその調整方法 |
| DE102011089370A1 (de) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Kaltstart-Emissions-Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE102015106881B4 (de) * | 2015-05-04 | 2016-12-29 | Rofa Laboratory & Process Analyzers | Verfahren zur Bestimmung einer die Klopffestigkeit charakterisierenden Kenngröße eines Kraftstoffs sowie entsprechende Prüfanordnung |
| KR101891477B1 (ko) * | 2018-04-23 | 2018-09-28 | 정균식 | 대형 저속 엔진의 연소분석장치 및 이를 이용한 엔진의 연소상태 판단방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131097A (en) * | 1976-02-05 | 1978-12-26 | Nippon Soken, Inc. | Ignition system for internal combustion engines |
| DE2916583A1 (de) * | 1979-04-10 | 1981-01-08 | Sp O Pk T Bjuro Sib Otdel V Ak | Einrichtung zum messen der parameter des indikatordiagramms von kolbenmaschinen |
| DE3027103C2 (de) * | 1979-07-18 | 1985-01-24 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Einrichtung zum Erfassen der Klopfstärke in einem Verbrennungsmotor |
| DE3504039A1 (de) * | 1984-02-07 | 1985-08-14 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Verfahren und vorrichtung zum beeinflussen des klopfpegels einer brennkraftmaschine |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2010521C3 (de) * | 1969-03-11 | 1974-05-09 | Snam Progetti S.P.A., Mailand (Italien) | Vorrichtung zur gleichzeitigen und quantitativen Bestimmung der Detonation und Frühzündung |
| JPS5751953A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-27 | Hitachi Ltd | Control of ignition timing |
| US4449501A (en) * | 1980-12-31 | 1984-05-22 | Lucas Industries Limited | Device for adjusting engine timing |
| DE3121120A1 (de) * | 1981-04-15 | 1982-11-04 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zum erkennen irregulaerer verbrennunsvorgaenge in einer brennkraftmaschine |
| JPS57173565A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-25 | Nissan Motor Co Ltd | Ignition timing controller of internal combustion engine |
| JPS5833394A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スピ−カシステムおよびその製造法 |
| JPS592796A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-09 | 松下電器産業株式会社 | 洗濯機のソレノイドケ−ス |
| JPS5970936A (ja) * | 1982-10-16 | 1984-04-21 | Nippon Soken Inc | デイ−ゼル機関用ノツキング検出装置 |
| US4567751A (en) * | 1982-10-07 | 1986-02-04 | Nippon Soken, Inc. | Knocking detection device in diesel engine |
| US4622939A (en) * | 1985-10-28 | 1986-11-18 | General Motors Corporation | Engine combustion control with ignition timing by pressure ratio management |
-
1985
- 1985-12-02 JP JP60271123A patent/JPH073381B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-12-02 US US06/937,172 patent/US4760733A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-02 DE DE19863641114 patent/DE3641114A1/de active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131097A (en) * | 1976-02-05 | 1978-12-26 | Nippon Soken, Inc. | Ignition system for internal combustion engines |
| DE2916583A1 (de) * | 1979-04-10 | 1981-01-08 | Sp O Pk T Bjuro Sib Otdel V Ak | Einrichtung zum messen der parameter des indikatordiagramms von kolbenmaschinen |
| DE3027103C2 (de) * | 1979-07-18 | 1985-01-24 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Einrichtung zum Erfassen der Klopfstärke in einem Verbrennungsmotor |
| DE3504039A1 (de) * | 1984-02-07 | 1985-08-14 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Verfahren und vorrichtung zum beeinflussen des klopfpegels einer brennkraftmaschine |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0411580A1 (de) * | 1989-07-31 | 1991-02-06 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | System zum Erfassen des Druckes im Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine |
| US5276625A (en) * | 1989-07-31 | 1994-01-04 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | System for detecting and adjusting for variation in cylinder pressure in internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH073381B2 (ja) | 1995-01-18 |
| JPS62130330A (ja) | 1987-06-12 |
| US4760733A (en) | 1988-08-02 |
| DE3641114C2 (de) | 1990-05-17 |
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