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WO2010015464A1 - Verfahren und steuervorrichtung zum erkennen der drehrichtung einer antriebswelle einer brennkraftmaschine für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und steuervorrichtung zum erkennen der drehrichtung einer antriebswelle einer brennkraftmaschine für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2010015464A1
WO2010015464A1 PCT/EP2009/058254 EP2009058254W WO2010015464A1 WO 2010015464 A1 WO2010015464 A1 WO 2010015464A1 EP 2009058254 W EP2009058254 W EP 2009058254W WO 2010015464 A1 WO2010015464 A1 WO 2010015464A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive shaft
internal combustion
combustion engine
rotation
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/058254
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Keiner
Christoph Schnurrer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to US13/057,800 priority Critical patent/US8589053B2/en
Priority to CN2009801396484A priority patent/CN102177329A/zh
Publication of WO2010015464A1 publication Critical patent/WO2010015464A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/06—Reverse rotation of engine

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the direction of rotation of a drive shaft of an internal combustion engine for a motor vehicle and to a corresponding control device.
  • the internal combustion engines used in motor vehicle technology have a drive shaft, via which the energy produced during combustion is transmitted in the form of a torque to the drive train of the motor vehicle to be driven.
  • this drive shaft is referred to as a crankshaft.
  • the drive shaft is mounted such that it can rotate in two opposite directions of rotation.
  • many essential components of the internal combustion engine are tuned to only one direction of rotation of the drive shaft, hereinafter referred to as the forward direction of rotation.
  • the entire intake system, the components and sensors contained therein only matched to the supply of fresh air to the internal combustion engine zuahrleist.
  • the exhaust tract of the internal combustion engine is designed only to discharge the hot combustion exhaust gases from the combustion chambers to the environment.
  • a method according to claim 1 is suitable for determining the direction of rotation of a drive shaft of an internal combustion engine for a motor vehicle.
  • an operating variable of the internal combustion engine in a gas line which connects a combustion chamber of the internal combustion engine with the environment, measured by means of a sensor.
  • the same operation size is calculated by means of a suitably trained model.
  • a forward direction of rotation of the drive shaft is detected if the difference between the measured value of the operating quantity and the model value of the operating variable is within a predetermined tolerance range. Otherwise, a reverse rotation tion of the drive shaft, which is opposite to the forward direction of rotation.
  • the forward direction of rotation of the drive shaft is to be understood as the normal direction of rotation of the drive shaft, in which the drive shaft of the internal combustion engine rotates in the combustion chambers under normal circumstances during combustion.
  • the drive shaft is therefore rotated by means of a starter motor in the forward direction of rotation.
  • the components and their interaction of the internal combustion engine are designed and tuned such that a proper function of the internal combustion engine takes place without damaging the components.
  • various sensors are arranged in the gas lines, via which the combustion chambers of the internal combustion engine communicate with the environment, which measure different operating variables. These include in particular sensors for measuring the pressure, the temperature and the gas flow rate within the gas lines.
  • the gas lines mean the intake tract and the exhaust gas tract.
  • one or more models in the form of software are stored in a control device, which calculate the same operating variables within the gas lines based on the different sensor output variables, characteristic diagrams and / or physical laws. However, these models are adjusted so that a correct calculation of these operating variables is only guaranteed if the drive shaft rotates in the forward direction of rotation. Assuming that the sensors are functioning properly and the model is matched to the engine configuration, the measured value of the operating quantity and the associated model value of the operating variable differ only slightly - but only if the drive shaft rotates in the forward direction of rotation.
  • the method has the advantage that for detecting the direction of rotation of the drive shaft, a sensor which normally exists as standard in order to detect an operating variable in the gas line of the internal combustion engine and a model which is usually implemented by default are sufficient to calculate the same operating variable.
  • a costly sensor, which can detect the direction of rotation of the drive shaft directly, can be saved. As a result, the manufacturing cost of the internal combustion engine can be further reduced.
  • the operating variable is one of the following variables: the pressure at a position within an intake tract or an exhaust tract of the internal combustion engine; the temperature at a position within the intake tract or exhaust tract of the internal combustion engine; the gas flow in the intake of the engine.
  • one measured value and one associated model value are available for at least one of the aforementioned operating variables.
  • Pressure, temperature and the gas flow rate within the intake tract or the exhaust tract of the internal combustion engine change with a reversal of the direction of rotation of the drive shaft.
  • Gas flow rate is understood here as meaning both the gas mass flow or alternatively the gas flow rate.
  • the fuel injection is inhibited when it is detected that the drive shaft rotates in the reverse direction.
  • the direction of rotation of the drive shaft is first determined with the fuel injection switched off and the fuel injection is only released when it is detected that the drive shaft rotates in the forward direction of rotation.
  • the fuel injection is enabled or remains enabled when the speed of the motor vehicle is greater than a predetermined speed threshold, and / or when the speed of the drive shaft is greater than a predetermined speed threshold, and / or when the drive shaft is rotated by a starter motor associated with the internal combustion engine or when a request for a start of the internal combustion engine is detected by means of the drive motor.
  • the illustrated scenarios are used to check the plausibility of the result when determining the direction of rotation of the drive shaft.
  • the reverse rotation of the drive shaft is very unlikely or can be completely ruled out.
  • the fuel supply or the fuel injection can be released or remains released. A fuel Accumulation and combustion are therefore possible without restriction.
  • a control device for an internal combustion engine according to claim 8 is provided with means such that for detecting the direction of rotation of a drive shaft of the internal combustion engine, the method according to one of claims 1 to 7 can be performed.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a method for ermit the direction of rotation of a drive shaft of an internal combustion engine in the form of a flowchart.
  • FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine 1. For the sake of clarity, the representation is made much simpler.
  • the internal combustion engine 1 comprises at least one cylinder 2 and a piston 3 movable up and down in the cylinder 2.
  • the internal combustion engine 1 further comprises an intake tract 40, downstream of an intake opening 4 for sucking in fresh air, an air flow sensor 5, a throttle valve 6, and a Suction tube 7 are arranged.
  • a first pressure sensor 41 and a first temperature sensor 42 are arranged in the intake tract.
  • the pressure sensor 41 detects the pressure in the intake manifold 7.
  • the first pressure sensor 41 and the first temperature sensor 42 may also be placed at other positions in the intake tract 40. So- probably the pressure in the intake manifold 7 and the amount of air flow in the intake tract 40 represent a measure of the load of the internal combustion engine 1.
  • the intake tract 40 flows into a combustion space 30 bounded by the cylinder 2 and the piston 3.
  • the fresh air required for combustion is introduced into the combustion space 30 via the intake tract 40, the supply of fresh air being controlled by opening and closing an intake valve 8.
  • the internal combustion engine 1 shown here is an internal combustion engine 1 with direct fuel injection, in which fuel is injected directly into the combustion chamber 30 via an injection valve 9 and, optionally, a stratified (stratified charge mode) or homogeneous (homogeneous mode) combustible mixture preparation in the combustion chamber 30 is possible.
  • the invention is also applicable to internal combustion engines with intake manifold injection.
  • a spark plug 10 is used to draw the combustion.
  • the combustion exhaust gases are discharged via an exhaust valve 11 into an exhaust tract 16 of the internal combustion engine 1 and cleaned by means of a arranged in the exhaust tract 16 exhaust catalyst 12.
  • a second pressure sensor 43 and a second temperature sensor 44 are arranged in the exhaust tract.
  • the second pressure sensor is arranged downstream of the catalyst 12. Both the second pressure sensor 43 and the second temperature sensor 44 can also be arranged at other positions in the exhaust gas tract 16.
  • Both the intake tract 40 and the exhaust tract represent gas lines which connect the combustion chambers 30 of the internal combustion engine 1 with the environment, ie the combustion chambers communicate with the environment via the gas lines.
  • the air flow sensor 5, the first temperature sensor 42, the second temperature sensor 44, the first pressure sensor 41 and the second pressure sensor 42 constitute detection means for detecting the operation-large air flow rate, pressure or temperature in these gas lines.
  • the internal combustion engine 1 has a fuel supply system which has a fuel tank 17 and a fuel pump 18 arranged therein. The fuel is supplied by means of the fuel pump 18 via a supply line 19 to a pressure accumulator 20. This is a common pressure accumulator 20, from which the injection valves 9 are supplied for several cylinders 2 with pressurized fuel.
  • a fuel filter 21 and a high-pressure pump 22 are further arranged.
  • the high-pressure pump 22 serves to supply the fuel delivered by the fuel pump 18 at relatively low pressure (about 3 bar) to the pressure accumulator 20 at high pressure (typically up to 150 bar).
  • the drive shaft 13 is supported so as to be rotatable in a forward rotational direction and in a reverse rotational direction which is opposite to the forward rotational direction.
  • the drive shaft 13 rotates exclusively in the forward direction of rotation.
  • a starter motor 50 is provided, which drives the drive shaft 13 in principle in the forward direction of rotation.
  • a speed sensor 15 detects the rotational speed, but not the direction of rotation of the drive shaft 13.
  • the internal combustion engine 1 is associated with a control device 26 which is connected via signal and data lines with all actuators and sensors of the internal combustion engine 1.
  • the control device 26 is via data and signal lines to the fuel pump 18, the air flow sensor 5, the throttle valve 6, the first pressure sensor 41, the first temperature sensor 42, the spark plug 10, the injection valve 9, the speed sensor 15, the second pressure sensor 43, the second temperature sensor 44 and the starter motor 50. coupled.
  • engine control functions and models (KF1 to KF5) are implemented in the form of software. The models are based on factored maps and / or physical laws and allow the calculation of the operating variables air quantity, pressure and temperature in the intake tract 40 and the exhaust tract 16, ie the gas lines of the internal combustion engine 1.
  • Such a model is known for example from EP 0886 725 Bl.
  • the models are designed such that they calculate the amount of air, the pressure and the temperature at the positions in the intake tract 40 and in the exhaust gas tract 16, on which the respective sensors 5, 41, 42, 43, 44 measure.
  • each of the measured values determined by the sensors 5, 41, 42, 43, 44 is assigned a corresponding model value calculated by the model.
  • the components of the internal combustion engine 1 are constructed in terms of their operation, the mutual cooperation, the dimensioning and the material selection such that the internal combustion engine 1 functions properly in a rotation of the drive shaft 13 in the forward direction of rotation.
  • the Bedatung the control functions and models is tuned to the configuration of the internal combustion engine.
  • the calculation and determination of operation quantities and control signals always requires rotation of the drive shaft 13 in the forward rotation direction. In this case, the measured value of the operating variable and the associated model value of the operating variable deviate only slightly from one another.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a method for determining the direction of rotation of the drive shaft 13 of the internal combustion engine 1 in the form of a flowchart.
  • the method is started with step 200, preferably whenever the fuel supply, i. the fuel injection is switched off. This can be both immediately before a start of the internal combustion engine 1, i. be at a standstill drive shaft 13, or even with a rotating drive shaft in the operating state of Schubaburess.
  • At least one operating variable in one of the gas lines of the internal combustion engine i. H. in the intake tract 40 and / or in the exhaust tract 16, measured by means of the corresponding sensor.
  • the operating variables may be the temperature, the pressure at a position in the gas line or the gas flow through the gas line.
  • at least one of the measured operating variables is calculated by means of the corresponding model implemented in the control device 26.
  • the rotational speed of the drive shaft 13 is determined by means of the rotational speed sensor 15.
  • step 202 it is checked whether the drive shaft 13 rotates. This can be done for example by evaluating the output signal of the speed sensor 15. If the result of the query is negative in step 202, the method returns to step 201. If the result of the query in step 202 is positive, ie if the drive shaft 13 rotates, the method continues with step 203. In step 203, the difference between the measured value and the associated model value of the at least one operating variable in the gas line 40, 16 is formed and it is checked whether this difference is within a predetermined tolerance range.
  • step 204 If the result of the inquiry in step 203 is positive, the method proceeds to step 204, where it is detected that the drive shaft 13 is rotating in the forward rotational direction. This conclusion can be made because the model value in the case of rotation of the drive shaft 13 in the forward direction of rotation deviates slightly from the corresponding measured value.
  • step 204 the method proceeds to step 205 where fuel injection is enabled. Thereby, a combustion operation of the internal combustion engine 1 is ensured.
  • step 206 the method ends with step 206.
  • step 207 by performing a plausibility check as to whether the drive shaft 13 is rotating in the reverse direction of rotation. For this purpose, it is checked whether a given plausibility condition is met.
  • a plausibility condition may be, for example, that the speed of the motor vehicle is less than a predetermined speed threshold.
  • it may further be considered that the drive shaft 13 is not being rotated by the starter motor 50 or when no request for starting the engine 1 by means of the starter motor 50 is detected.
  • the probability of The drive shaft rotates in the reverse direction although the difference between the measured value and the model value of the operating variable is outside the tolerance range. In this case, it is more likely to assume either a faulty output value of the corresponding sensor or a calculation error of the model. For example, it is very unlikely that the drive shaft 13 rotates in the reverse direction when the speed of the vehicle is greater than the speed threshold. The same applies if the rotational speed of the drive shaft 13 is greater than the predetermined speed threshold. The same applies if the rotation of the drive shaft 13 is effected by the starter motor 50, as this basically drives the drive shaft 13 in the forward direction of rotation.
  • step 207 the method therefore continues with steps 204, 205 and 206, in which the forward direction of rotation of the drive shaft 13 is detected, the fuel supply is released and the method is terminated.
  • step 208 it is detected that the drive shaft 13 rotates in the reverse direction. This makes sense insofar as upon rotation of the drive shaft 13 in the reverse direction of rotation to a flow reversal of the air in the gas lines 40, 16 comes. Air is drawn from the exhaust tract 16 via the exhaust valves 11 into the combustion chambers 3 and then discharged via the inlet valves 8 into the intake tract 40. As a result, the pressure and temperature conditions in the exhaust gas tract 16 and intake tract 40 change considerably. For example, pressure and temperature in the exhaust system 16 at a rotation of the drive shaft 13 in the reverse direction substantially lower than in a forward direction of rotation of the drive shaft 13.
  • the pressure and the temperature in the intake passage 40 at a rotation of the drive shaft 13 in the reverse direction are significantly higher than in a forward rotational direction of the drive shaft 13. This is explained by the fact that in a reverse rotational direction of the drive shaft 13 "hot” air from the Combustion chambers via the intake valves 8 is ejected into the intake stroke 40, whereas during a rotation of the drive shaft 13 in the forward direction of rotation "cool” air is sucked from the intake tract 40 into the combustion chambers 3.
  • step 209 step 209, in which the fuel supply of the internal combustion engine 1 is suppressed. This ensures that there is no backflow of fuel into the intake tract 40 or even combustion of the fuel in the intake tract 40.
  • the process is then repeated from step 201.
  • the method presented here has the advantage that it is possible to dispense with a costly and expensive sensor for directly detecting the direction of rotation of the drive shaft 13.
  • the direction of rotation of the drive shaft 13 can be determined based on measured values of frequently standard sensors in the intake tract 40 and / or in the exhaust tract and model values.
  • the plausibility check in step 207 can be performed purely optionally. It is also possible to proceed directly to step 208 after step 203.
  • the plausibility conditions referred to in step 207 have only exemplary character. Other conditions can also be interrogated which make it possible to infer the probability of rotation of the drive shaft 13 in the reverse direction.
  • the ignition can also be switched off. The ignition can also be switched off in addition to fuel supply. Generally speaking, in step 209, any action that inhibits combustion may be taken.
  • the method is with regard to the position of the sensors within the intake tract or the exhaust tract.
  • the method is applicable both to direct fuel injection internal combustion engines and to intake manifold injection for supercharged internal combustion engines or naturally aspirated engines.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ermitteln der Drehrichtung einer Antriebswelle (13) einer Brennkraftmaschine (1) ohne Verwendung eines eigens dafür vorgesehen Sensor vorgeschlagen. Demnach wird eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine (1) in einer Gasleitung (40, 16), welche einen Brennraum (30) der Brennkraftmaschine (1) mit der Umgebung verbindet, mittels eines Sensors gemessen. Die Betriebsgröße wird mittels eines Modells berechnet. Eine Vorwärts-Drehrichtung der Antriebswelle (13) wird erkannt, falls die Differenz zwischen dem Messwert der Betriebsgröße und dem Modellwert der Betriebsgröße innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Ansonsten wird eine Rückwärts-Drehrichtung der Antriebswelle (13) erkannt, welche der Vorwärts-Drehrichtung entgegengesetzt ist.

Description

Beschreibung
Verfahren und Steuervorrichtung zum Erkennen der Drehrichtung einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine für ein Kraft- fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen der Drehrichtung einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie eine entsprechende Steuervorrichtung.
Die in der Kraftfahrzeugtechnik eingesetzten Brennkraftmaschinen weisen eine Antriebswelle auf, über welche die bei der Verbrennung entstehende Energie in Form eines Drehmoments an den Antriebsstrang des anzutreibenden Kraftfahrzeugs uber- tragen wird. Bei Hubkolbenmotoren wird diese Antriebswelle als Kurbelwelle bezeichnet. Grundsatzlich ist die Antriebswelle derart gelagert, dass sie in zwei entgegen gesetzten Drehrichtungen rotieren kann. Jedoch sind viele wesentliche Bestandteile der Brennkraftmaschine auf nur eine Drehrichtung der Antriebswelle, nachfolgend als Vorwartsdrehrichtung bezeichnet, abgestimmt. So ist beispielsweise der gesamte Ansaugtrakt, die darin enthaltenen Komponenten und Sensoren nur darauf abgestimmt, die Frischluftversorgung der Brennkraftmaschine zu gewahrleist. Analog ist beispielsweise der Abgas- trakt der Brennkraftmaschine nur dafür ausgelegt, die heißen Verbrennungsabgase aus den Brennraumen an die Umgebung abzuführen. Gleiches gilt beispielsweise auch für die Steuerung der Ein- und Auslassventile, deren Öffnungszeiten nur für den Betrieb in der Vorwartsdrehrichtung abgestimmt sind. Die meisten modernen Brennkraftmaschinen verfugen ferner über eine elektronische Steuervorrichtung, welche basierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren den Frischluftmassenstrom, die Zündung und die Kraftstoffeinspritzung steuert. Die in der Steuervorrichtung implementierten Steuerfunktionen gewahr- leisten das ordnungsgemäße Zusammenspiel samtlicher Aktuato- ren, aber nur für den Fall, dass die Antriebswelle in der Vorwartsdrehrichtung dreht. Es gibt jedoch Fahrsituationen, bei dem ein Ruckwartsdrehen der Antriebswelle möglich ist, beispielsweise beim Rückwärtsrollen des Kraftfahrzeugs mit geschlossenem Antriebsstrang (eingelegter Gang) an einem steilen Hang. Wird das Rückwärtsdrehen der Antriebswelle nicht erkannt, kann es durch Einsetzen der Kraftstoffein- spritzung und der Zündung zu erheblichen Beschädigungen der Brennkraftmaschine kommen.
Bisher war eine Erkennung des Rückwärtsdrehens der Antriebswelle nur mittels eines speziell ausgebildeten und kostspie- ligen Sensors möglich. Mit dem Ziel, die Herstellungskosten der Kraftfahrzeuge zu verringern, sind die Kraftfahrzeughersteller bemüht, um die Anzahl der Sensoren weiter zu reduzieren .
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels denen die Drehrichtung der Antriebswelle der Brennkraftmaschine auch ohne einen speziellen Sensor mit Drehrichtungserkennung und somit eine Reduzierung der Herstellungskosten der Brennkraftmaschi- ne möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Steuervorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 eignet sich zum Ermitteln der Drehrichtung einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Dazu wird eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine in einer Gasleitung, welche einen Brennraum der Brennkraftmaschine mit der Umgebung verbindet, mittels eines Sensors gemessen. Dieselbe Betriebsgröße wird mittels eines entsprechend ausgebildeten Modells berechnet. Eine Vorwärtsdrehrichtung der Antriebswelle wird erkannt, falls die Differenz zwischen dem Messwert der Betriebsgröße und dem Modellwert der Betriebsgröße innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Ansonsten wird eine Rückwärtsdrehrich- tung der Antriebswelle erkannt, welche der Vorwärtsdrehrich- tung entgegengesetzt ist.
Unter der Vorwärtsdrehrichtung der Antriebswelle ist die nor- male Drehrichtung der Antriebswelle zu verstehen, in welcher die Antriebswelle der Brennkraftmaschine unter normalen Umständen bei laufender Verbrennung in den Brennräumen dreht. Zum Start der Brennkraftmaschine wird die Antriebswelle mittels eines Startermotors deshalb in der Vorwärtsdrehrichtung gedreht. Die Komponenten und deren Zusammenspiel der Brennkraftmaschine sind derart ausgebildet und abgestimmt, dass eine ordnungsgemäße Funktion der Brennkraftmaschine ohne Beschädigung der Komponenten stattfindet. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine, d. h. des von der Brennkraftmaschine er- zeugten Drehmoments, sind in den Gasleitungen, über welche die Brennräume der Brennkraftmaschine mit der Umgebung kommunizieren, verschiedene Sensoren angeordnet, welche verschiedenen Betriebsgrößen messen. Dazu zählen insbesondere Sensoren zur Messung des Drucks, der Temperatur und des Gasmengen- Stroms innerhalb der Gasleitungen. Unter Gasmengenstrom ist dabei sowohl der Gasmassenstrom oder alternativ der Gasvolumenstrom zu verstehen. Unter den Gasleitungen sind insbesondere der Ansaugtrakt und der Abgastrakt gemeint. Für die Steuerung der Aktuatoren der Brennkraftmaschine sind in einer Steuervorrichtung eines oder mehrere Modelle in Form von Software gespeichert, welche basierend auf den verschiedenen Sensorausgangsgrößen, Kennfeldern und/oder physikalischen Gesetzmäßigkeiten dieselben Betriebsgrößen innerhalb der Gasleitungen berechnen. Diese Modelle sind jedoch derart abge- stimmt, dass eine korrekte Berechnung dieser Betriebsgrößen nur dann gewährleistet ist, wenn die Antriebswelle in der Vorwärtsdrehrichtung rotiert. Unter der Annahme, dass die Sensoren ordnungsgemäß funktionieren und das Modell auf die Konfiguration der Brennkraftmaschine abgestimmt ist, unter- scheiden sich der Messwert der Betriebsgröße und der zugehörige Modellwert der Betriebsgröße nur geringfügig - jedoch nur, falls die Antriebswelle in der Vorwärtsdrehrichtung rotiert. Rotiert die Antriebswelle jedoch in der Rückwärtsdre- hung, so kommt es zu einer Richtungsumkehr des durch die Gasleitung der Brennkraftmaschine stromenden Gasstroms, wodurch sich die tatsachlichen Werte der Betriebsgroßen signifikant andern. Diese signifikanten Änderungen werden jedoch nur durch die entsprechenden Sensoren erfasst. Das Modell hingegen geht weiterhin von einer Rotation der Antriebswelle in der Vorwartsdrehrichtung aus, sodass es zu einer deutlichen Abweichung der Messwerte der Betriebsgroßen von den dazugehörigen Modellwerten kommt. Die der Erfindung zugrunde liegende Idee ist deshalb darin zu sehen, basierend auf der Differenz zwischen dem Messwert und dem entsprechenden Modellwert der Betriebsgroße die Drehrichtung der Antriebswelle zu erkennen. Das Verfahren bietet den Vorteil, dass zur Erkennung der Drehrichtung der Antriebswelle ein in der Regel standardmäßig vorhandener Sensor zu Erfassung einer Betriebsgroße in der Gasleitung der Brennkraftmaschine und ein in der Regel standardmäßig implementiertes Modell zur Berechnung derselben Betriebsgroße ausreichen. Ein kostspieliger Sensor, welcher die Drehrichtung der Antriebswelle direkt erfassen kann, kann eingespart werden. Dadurch können die Herstellungskosten der Brennkraftmaschine weiter gesenkt werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 2 handelt es sich bei der Betriebsgroße um eine der folgenden Großen: - den Druck an einer Position innerhalb eines Ansaugtrakts oder eines Abgastrakts der Brennkraftmaschine; die Temperatur an einer Position innerhalb des Ansaugtrakts oder eines Abgastrakts der Brennkraftmaschine; den Gasmengenstrom im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.
Für zumindest eine der genannten Betriebsgroßen sind in der Regel ein Messwert und ein zugehöriger Modellwert verfugbar. Druck, Temperatur und der Gasmengenstrom innerhalb des Ansaugtrakt oder des Abgastrakts der Brennkraftmaschine andern sich bei einer Umkehr der Drehrichtung der Antriebswelle. Unter Gasmengenstrom ist dabei sowohl der Gasmassenstrom o- der alternativ der Gasvolumenstrom zu verstehen. Diese Gro- ßen eignen sich deshalb besonders gut zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 wird die Kraftstoffeinspritzung unterbunden, wenn erkannt wird, dass die Antriebswelle in der Rückwärtsdrehrichtung rotiert.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 4 wird bei abgeschalteter Kraftstoffeinspritzung zunächst die Dreh- richtung der Antriebswelle ermittelt und die Kraftstoffeinspritzung erst dann freigegeben, wenn erkannt wird, dass die Antriebswelle in der Vorwärtsdrehrichtung rotiert.
Durch die Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß den Ansprü- chen 3 und 4 wird sicher verhindert, dass es bei einer Rotation der Antriebswelle in der Rückwärtsdrehrichtung zu einer Kraftstoffzufuhr und zu einer Verbrennung kommt. Dadurch können erhebliche Beschädigungen der Brennkraftmaschine sicher vermieden werden.
Gemäß den Ausgestaltungen des Verfahrens nach den Ansprüchen 5, 6 und 7 wird die Kraftstoffeinspritzung freigegeben oder bleibt freigegeben, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer ist als ein vorgegebener Geschwindigkeits- Schwellenwert, und/oder wenn die Drehzahl der Antriebswelle größer ist als ein vorgegebener Drehzahlschwellenwert, und/oder wenn die Antriebswelle durch einen der Brennkraftmaschine zugeordneten Anlassermotor rotiert wird oder wenn eine Anforderung an einen Start der Brennkraftmaschine mit- tels des Antriebsmotors erkannt wird.
Die dargestellten Szenarien dienen zur Plausibilisierung des Ergebnisses bei der Ermittlung der Drehrichtung der Antriebswelle. Bei den in den Ansprüchen 5 bis 7 dargestellten Szenarien ist das Rückwärtsdrehen der Antriebswelle sehr unwahrscheinlich oder kann vollständig ausgeschlossen werden. Die Kraftstoffzufuhr bzw. die Kraftstoffeinspritzung kann freigegeben werden oder bleibt freigegeben. Eine Kraftstoff- einspitzung und eine Verbrennung sind daher uneingeschränkt möglich.
Eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Anspruch 8 ist derart mit Mitteln ausgestattet, dass zum Erkennen der Drehrichtung einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt werden kann. Bezuglich der sich daraus ergebenden Vorteile wird auf die Ausfuhrungen zu den jeweiligen An- spruchen verwiesen. Diese gelten hier in analoger Weise.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbeispiels mit Bezug auf die beigefugten Figuren naher erläutert. In den Figuren sind:
- Figur 1 Eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;
Figur 2 ein Ausfuhrungsbeispiel eines Verfahrens zum Er- mittein der Drehrichtung einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine in Form eines Ablaufdiagramms .
In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 schematisch darge- stellt. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist die Darstellung stark vereinfacht ausgeführt.
Die Brennkraftmaschine 1 umfasst mindestens einen Zylinder 2 und einen in dem Zylinder 2 auf und ab bewegbaren Kolben 3. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst ferner einen Ansaugtrakt 40, in dem stromabwärts einer Ansaugoffnung 4 zum Ansaugen von Frischluft ein Luftmengensensor 5, eine Drosselklappe 6, sowie ein Saugrohr 7 angeordnet sind. In dem Ansaugtrakt sind ferner ein erster Drucksensor 41 und ein erster Temperatur- sensor 42 angeordnet. Im Ausfuhrungsbeispiel erfasst der Drucksensor 41 den Druck im Saugrohr 7. Jedoch können der erste Drucksensor 41 und der erste Temperatursensor 42 auch an anderen Positionen im Ansaugtrakt 40 platziert sein. So- wohl der Druck im Saugrohr 7 als auch der Luftmengenstrom im Ansaugtrakt 40 stellen ein Maß für die Last der Brennkraftmaschine 1 dar.
Der Ansaugtrakt 40 mundet in einem durch den Zylinder 2 und den Kolben 3 begrenzten Brennraum 30. Die zur Verbrennung notige Frischluft wird über den Ansaugtrakt 40 in den Brennraum 30 eingeleitet, wobei die Frischluftzufuhr durch Offnen und Schließen eines Einlassventils 8 gesteuert wird. Bei der hier dargestellten Brennkraftmaschine 1 handelt es sich um eine Brennkraftmaschine 1 mit Kraftstoffdirekteinspritzung, bei der Kraftstoff über ein Einspritzventil 9 unmittelbar in den Brennraum 30 eingespritzt wird und bei der wahlweise eine geschichtete (Schichtladebetrieb) oder eine homogene (Homogen- betrieb) Brenngemischaufbereitung im Brennraum 30 möglich ist. Die Erfindung ist jedoch auch auf Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung anzuwenden. Zur Auslosung der Verbrennung dient eine Zündkerze 10.
Die Verbrennungsabgase werden über ein Auslassventil 11 in einen Abgastrakt 16 der Brennkraftmaschine 1 abgeführt und mittels eines im Abgastrakt 16 angeordneten Abgaskatalysators 12 gereinigt. Im Abgastrakt sind ein zweiter Drucksensor 43 und ein zweiter Temperatursensor 44 angeordnet. Vorteilhaft- erweise ist der zweite Drucksensor stromabwärts vor dem Katalysator 12 angeordnet. Sowohl der zweite Drucksensor 43 als auch der zweite Temperatursensor 44 können auch an anderen Positionen im Abgastrakt 16 angeordnet sein.
Sowohl der Ansaugtrakt 40 als auch der Abgastrakt stellen Gasleitungen dar, welche die Brennraume 30 der Brennkraftmaschine 1 mit der Umgebung verbinden, d.h. die Brennraume kommunizieren über die Gasleitungen mit der Umgebung. Der Luftmengensensor 5, der erste Temperatursensor 42, der zweite Temperatursensor 44, der erste Drucksensor 41 und der zweite Drucksensor 42 stellen Erfassungsmittel zur Erfassung der Betriebsgroßen Luftmengenstrom, Druck oder Temperatur in diesen Gasleitungen dar. Die Brennkraftmaschine 1 verfügt über ein Kraftstoffversorgungssystem, welches einen Kraftstofftank 17 sowie eine darin angeordnete Kraftstoffpumpe 18 aufweist. Der Kraftstoff wird mittels der Kraftstoffpumpe 18 über eine Versorgungsleitung 19 einem Druckspeicher 20 zugeführt. Dabei handelt es sich um einen gemeinsamen Druckspeicher 20, von dem aus die Einspritzventile 9 für mehrere Zylinder 2 mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff versorgt werden. In der Versorgungsleitung 19 sind ferner ein Kraftstofffilter 21 und eine Hochdruckpumpe 22 angeordnet. Die Hochdruckpumpe 22 dient dazu, den durch die Kraftstoffpumpe 18 mit relativ niedrigem Druck (ca. 3 bar) geförderten Kraftstoff dem Druckspeicher 20 mit hohem Druck zuzuführen (typischerweise bis zu 150 bar) .
Die Kraftübertragung an einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) geschieht über eine mit den Kolben 3 gekoppelte Antriebswelle 13, welche im Ausführungsbeispiel als Kurbelwelle ausgebildet ist. Die Antriebswelle 13 ist derart gelagert, dass sie in eine Vorwärtsdrehrichtung und in eine Rückwärtsdrehrichtung, welche der Vorwärtsdrehrichtung entgegengesetzt gerichtet ist, rotieren kann. Im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 1 rotiert die Antriebswelle 13 jedoch ausschließlich in der Vorwärtsdrehrichtung. Zum Start der Brennkraftmaschine 1 ist ein Anlassermotor 50 vorgesehen, welcher die Antriebswelle 13 grundsätzlich in der Vorwärtsdrehrichtung antreibt. Ein Drehzahlsensor 15 erfasst die Drehzahl, nicht jedoch die Drehrichtung der Antriebswelle 13.
Der Brennkraftmaschine 1 ist eine Steuervorrichtung 26 zugeordnet, welche über Signal- und Datenleitungen mit allen Ak- tuatoren und Sensoren der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist. Insbesondere ist die Steuervorrichtung 26 über Daten- und Signalleitungen mit der Kraftstoffpumpe 18, dem Luftmengen- sensor 5, der Drosselklappe 6, dem ersten Drucksensor 41, dem ersten Temperatursensor 42, der Zündkerze 10, dem Einspritzventil 9, dem Drehzahlsensor 15, dem zweiten Drucksensor 43, dem zweiten Temperatursensor 44 und dem Anlassermotor 50 ge- koppelt. In der Steuervorrichtung 26 sind Motorsteuerungsfunktionen und Modelle (KFl bis KF5) in Form von Software implementiert. Die Modelle basieren auf bedateten Kennfeldern und/oder physikalischen Gesetzmäßigkeiten und ermöglichen die Berechnung der Betriebsgrößen Luftmenge, Druck und Temperatur im Ansaugtrakt 40 und im Abgastrakt 16, d.h. den Gasleitungen der Brennkraftmaschine 1. Ein derartiges Modell ist beispielsweise aus EP 0 886 725 Bl bekannt. Die Modelle sind dabei derart ausgestaltet, dass sie die Luftmenge, den Druck und die Temperatur an den Positionen im Ansaugtrakt 40 und im Abgastrakt 16 berechnen, an denen auch die jeweiligen Sensoren 5, 41, 42, 43, 44 messen. Mit anderen Worten, ist jedem der durch die Sensoren 5, 41, 42, 43, 44 ermittelten Messwerte ein entsprechender, durch das Modell berechneter Model1- wert zugeordnet.
Die Komponenten der Brennkraftmaschine 1 sind hinsichtlich Ihrer Funktionsweise, dem gegenseitigen Zusammenwirken, der Dimensionierung und der Materialauswahl derart konstruiert, dass die Brennkraftmaschine 1 bei einer Rotation der Antriebswelle 13 in der Vorwärtsdrehrichtung ordnungsgemäß funktioniert. Gleiches gilt für die Abstimmung, Ausgestaltung, Bedatung und Verknüpfung der in der Steuervorrichtung 26 implementierten Steuerfunktionen und Modelle. Die Bedatung der Steuerfunktionen und Modelle ist an die Konfiguration der Brennkraftmaschine abgestimmt. Die Berechnung und Ermittlung von Betriebsgrößen und Steuersignalen setzt jedoch immer eine Rotation der Antriebswelle 13 in der Vorwärtsdrehrichtung voraus. In diesem Fall weichen der Messwert der Betriebsgröße und der zugehörige Modellwert der Betriebsgröße nur in geringem Maße voneinander ab. Da mit dem Drehzahlsensor 15 lediglich die Rotation der Antriebswelle 13, nicht jedoch die Drehrichtung erkannt werden kann, gehen die Steuerfunktionen und Modelle immer von einer Rotation der Antriebswelle 13 in der Vorwärtsdrehrichtung aus - selbst wenn die Antriebswelle 13 tatsächlich in der Rückwärtsdrehrichtung rotiert. Es ist deshalb ersichtlich, dass es bei einer Rotation der Antriebswelle 13 in der Rückwärtsdrehrichtung, einsetzender Kraft- stoffeinspritzung oder Verbrennung zu Steuerungsfehlern und erheblichen Schäden kommen kann. Eine derartige Situation ist deshalb zu vermeiden.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum ermitteln der Drehrichtung der Antriebswelle 13 der Brennkraftmaschine 1 in Form eines Ablaufdiagramms dargestellt.
Das Verfahren wird mit Schritt 200 gestartet, vorzugsweise immer dann, wenn die Kraftstoffzufuhr, d.h. die Kraftstoffeinspritzung, abgeschaltet ist. Dies kann sowohl unmittelbar vor einem Start der Brennkraftmaschine 1, d.h. bei stillstehender Antriebswelle 13, oder auch bei rotierender Antriebswelle im Betriebszustand des Schubabschaltens sein.
Nach dem Start des Verfahrens wird zumindest eine Betriebsgröße in einer der Gasleitungen der Brennkraftmaschine, d. h. im Ansaugtrakt 40 und/oder im Abgastrakt 16, mittels des entsprechenden Sensors gemessen. Bei den Betriebsgrößen kann es sich um die Temperatur, den Druck an einer Position in der Gasleitung oder den Gasmengenstrom durch die Gasleitung handeln. Weiterhin wird zumindest eine der gemessenen Betriebsgrößen mittels des entsprechenden, in der Steuervorrichtung 26 implementierten Modells berechnet. Ferner wird die Drehzahl der Antriebswelle 13 mittels des Drehzahlsensors 15 ermittelt. Diese, in Schritt 201 genannten Vorgänge, werden ab Start des Verfahrens in kurzen zeitlichen Abständen wiederholt, sodass ständig aktualisierte Werte vorliegen .
In Schritt 202 wird überprüft, ob die Antriebswelle 13 rotiert. Dies kann beispielsweise durch Auswertung des Ausgangssignals des Drehzahlsensors 15 geschehen. Bei einem negativen Ergebnis der Abfrage in Schritt 202 kehrt das Ver- fahren zu Schritt 201 zurück. Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt 202, d.h. die Antriebswelle 13 rotiert, fährt das Verfahren mit Schritt 203 fort. In Schritt 203 wird die Differenz zwischen dem Messwert und dem zugehörigen Modellwert der zumindest einen Betriebsgröße in der Gasleitung 40, 16 gebildet und überprüft, ob diese Differenz innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt 203 fährt das Verfahren mit Schritt 204 fort, in dem erkannt wird, dass die Antriebswelle 13 in der Vorwärtsdrehrichtung rotiert. Diese Schlussfolgerung kann getroffen werden, da der Modellwert im Falle einer Rotation der Antriebswelle 13 in der Vorwärtsdrehrichtung in geringem Maße von dem entsprechendem Messwert abweicht.
Nach Schritt 204 fährt das Verfahren mit Schritt 205 fort, in dem die Kraftstoffeinspritzung freigegeben wird. Dadurch wird ein Verbrennungsbetrieb der Brennkraftmaschine 1 gewährleistet. Das Verfahren endet mit Schritt 206.
Bei einem negativen Ergebnis der Abfrage in Schritt 203 fährt das Verfahren mit Schritt 207 fort, indem eine Plausi- bilisierung durchgeführt wird, ob die Antriebswelle 13 in Rückwärtsdrehrichtung rotiert. Dazu wird überprüft, ob eine vorgegebene Plausibilisierungsbedingung erfüllt ist. Eine Plausibilisierungsbedingung kann beispielsweise darin bestehen, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner ist als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert. Als eine weitere Plausibilisierungsbedingung kann angesehen werden, dass die Drehzahl der Antriebswelle 13 kleiner oder gleich einem vorgegebenen Drehzahlschwellenwert ist. Als eine weitere Plausibilisierungsbedingung kann ferner angesehen werden, dass die Antriebswelle 13 gerade nicht durch den Anlassermotor 50 rotiert oder wenn keine Anforderung an einen Start der Brennkraftmaschine 1 mittels des Anlassermotors 50 erkannt wird.
Ist die zumindest eine Plausibilisierungsbedingung nicht erfüllt, ist die Wahrscheinlichkeit sehr gering, dass die An- triebswelle in der Rückwärtsdrehrichtung rotiert, obwohl die Differenz zwischen dem Messwert und dem Modellwert der Betriebsgröße außerhalb des Toleranzbereichs liegt. In diesem Fall ist eher entweder von einem fehlerhaften Ausgangswert des entsprechenden Sensors oder einem Berechnungsfehler des Modells auszugehen. Beispielsweise ist es sehr unwahrscheinlich, dass die Antriebswelle 13 in der Rückwärtsdrehrichtung rotiert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer ist als der Geschwindigkeitsschwellenwert. Gleiches gilt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle 13 größer ist als der vorgegebene Drehzahlschwellenwert. Gleiches gilt, wenn die Rotation der Antriebswelle 13 durch den Anlassermotor 50 bewirkt wird, da dieser die Antriebswelle 13 grundsätzlich in der Vorwärtsdrehrichtung antreibt.
Bei einem negativen Ergebnis der Abfrage in Schritt 207 fährt das Verfahren deshalb mit den Schritten 204, 205 und 206 fort, in denen die Vorwärtsdrehrichtung der Antriebswelle 13 erkannt, die Kraftstoffzufuhr freigegeben und das Ver- fahren beendet wird.
Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt 207 fährt das Verfahren mit Schritt 208 fort, in dem erkannt wird, dass die Antriebswelle 13 in der Rückwärtsdrehrichtung rotiert. Dies ist in sofern sinnvoll, da bei einer Rotation der Antriebswelle 13 in Rückwärtsdrehrichtung zu einer Strömungsumkehr der Luft in den Gasleitungen 40, 16 kommt. Luft wird von dem Abgastrakt 16 über die Auslassventile 11 in die Brennräume 3 gesaugt und anschließend über die Einlassventi- Ie 8 in den Ansaugtrakt 40 ausgestoßen. Dadurch ändern sich die Druck- und Temperaturverhältnisse im Abgastrakt 16 und Ansaugtrakt 40 erheblich. Beispielsweise sind Druck und Temperatur im Abgastrakt 16 bei einer Rotation der Antriebswelle 13 in Rückwärtsdrehrichtung erheblich geringer als bei einer Vorwärtsdrehrichtung der Antriebswelle 13. Dies hängt damit zusammen, dass „kühle" Luft über den Abgastrakt 16 in die Brennräume 3 gesaugt wird, während bei einer Vorwärtsdrehrichtung der Antriebswelle 13 die in den Brennräumen 3 vorhandenen, „heißen" Gase über die Auslassventile 11 in den Abgastrakt 16 ausgestoßen werden.
Andererseits sind der Druck und die Temperatur im Ansaugtrakt 40 bei einer Rotation der Antriebswelle 13 in der Rückwärtsdrehrichtung deutlich höher als bei einer Vorwärts- drehrichtung der Antriebswelle 13. Dies ist dadurch zu erklären, dass bei einer Rückwärtsdrehrichtung der Antriebswelle 13 „heiße" Luft aus den Brennräumen über die Einlassventile 8 in den Ansaugtakt 40 ausgestoßen wird, wogegen bei einer Rotation der Antriebswelle 13 in der Vorwärtsdrehrich- tung „kühle" Luft von dem Ansaugtrakt 40 in die Brennräume 3 gesaugt wird.
Ein erkennbarer Unterschied ergibt sich auch bei dem durch den Luftmengenmesser 5 gemessenen Luftmengenstrom im Ansaugtrakt 40, da sich die Anströmung dieses Sensors bei einer Rückwärtsdrehung der Antriebswelle 13 deutlich von der Anströmung bei einer Vorwärtsdrehung der Antriebswelle 13 unterscheidet. Da das Modell zur Berechnung der Luftmenge im Ansaugtrakt die Drehrichtung der Antriebswelle jedoch nicht berücksichtigt weicht der Modellwert signifikant von dem entsprechenden Messwert ab.
Das Verfahren fährt nach Schritt 208 mit Schritt 209 fort, in dem die Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine 1 unterdrückt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass es zu keiner Rückströmung von Kraftstoff in den Ansaugtrakt 40 oder gar zu einer Verbrennung des Kraftstoffs im Ansaugtrakt 40 kommt. Das Verfahren wird anschließend ausgehend von Schritt 201 wiederholt.
Das hier dargestellte Verfahren bietet den Vorteil, dass auf einen kostspieligen und aufwendigen Sensor zur direkten Erfassung der Rotationsrichtung der Antriebswelle 13 verzich- tet werden kann. Die Drehrichtung der Antriebswelle 13 kann basierend auf Messwerten von häufig standardmäßig vorhandenen Sensoren im Ansaugtrakt 40 und/oder im Abgastrakt und Modellwerten ermittelt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Plausibilisierung in Schritt 207 rein optional durchgeführt werden kann. Es ist genauso möglich, nach Schritt 203 direkt mit Schritt 208 fortzufahren. Ferner haben die bezüglich des Schritts 207 genannten Plausibilisierungsbedingungen nur beispielhaften Charakter. Es können auch andere Bedingungen abgefragt werden, welche einen Rückschluss auf Wahrscheinlichkeit einer Rotation der Antriebswelle 13 in der Rückwärtsrichtung er- möglichen. Anstatt der Abschaltung der Kraftstoffzufuhr in Schritt 209 kann auch die Zündung abgeschaltet werden. Die Zündung kann auch zusätzlich zu Kraftstoffzufuhr abgeschaltet werden. Allgemein gesagt, kann in Schritt 209 jede Maßnahme ergriffen werden, die eine Verbrennung unterbindet.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren hinsichtlich der Position der Sensoren innerhalb des Ansaugtrakts bzw. des Abgastrakts ist. Das Verfahren ist sowohl für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffdirekteinspitzung, als auch mit Saugrohreinspritzug, für aufgeladene Brennkraftmaschinen oder Saugmotoren anwendbar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln der Drehrichtung einer Antriebswelle (13) einer Brennkraftmaschine (1) für ein Kraft- fahrzeug, wobei eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine (1) in einer Gasleitung (40, 16), welche einen Brennraum (30) der Brennkraftmaschine (1) mit der Umgebung verbindet, mittels eines Sensors gemessen wird, - die Betriebsgröße mittels eines Modells berechnet wird, und eine Vorwärts-Drehrichtung der Antriebswelle (13) erkannt wird, falls die Differenz zwischen dem Messwert der Betriebsgröße und dem Modellwert der Betriebsgröße innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, und ansonsten eine Rückwärts-Drehrichtung der Antriebswelle (13) erkannt wird, welche der Vorwärts-Drehrichtung entgegengesetzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsgröße eine der folgenden Größen ist: der Druck an einer Position innerhalb eines Ansaugtrakt (40) oder eines Abgastrakts (16) der Brennkraftmaschine
(D, - die Temperatur an einer Position innerhalb des Ansaugtrakts (40) oder eines Abgastrakts (16) der Brennkraftmaschine (1) , der Gasmengenstrom im Ansaugtrakt (40) der Brennkraftmaschine (1) .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Kraftstoffzufuhr unterbunden wird, wenn erkannt wird, dass die Antriebswelle (13) in der Rückwärts- Drehrichtung rotiert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei bei abgeschalteter Kraftstoffzufuhr zunächst die Drehrichtung der Antriebswelle (13) ermittelt wird und die Kraftstoffzufuhr erst dann freigegeben wird, wenn erkannt wird, dass die Antriebswelle (13) in der Vorwärts- Drehrichtung rotiert.
5. Verfahren nach einer der Ansprüche 3 bis 4, wobei die Kraftstoffzufuhr freigegeben wird oder freigegeben bleibt, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer ist als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert .
6. Verfahren nach einer der Ansprüche 3 bis 4, wobei die Kraftstoffzufuhr freigegeben wird oder freigegeben bleibt, wenn die Drehzahl der Antriebswelle (13) größer ist als ein vorgegebener Drehzahlschwellenwert.
7. Verfahren nach einer der Ansprüche 3 bis 4, wobei die Kraftstoffzufuhr freigegeben wird oder freigegeben bleibt, wenn die Antriebswelle (13) durch einen der Brennkraftmaschine (1) zugeordneten Anlassermotor (50) rotiert wird oder eine Anforderung für einen Start der Brennkraftmaschine (1) erkannt wird.
8. Steuervorrichtung (26) für eine Brennkraftmaschine (1), welcher derart mit Mitteln ausgestattet ist, dass zum Erkennen der Drehrichtung einer Antriebswelle (13) der Brennkraftmaschine (1) eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine (1) in einer Gasleitung (40, 16), welche einen Brennraum (30) der Brennkraftmaschine (1) mit der Umgebung verbindet, mit- tels eines Sensors gemessen wird, die Betriebsgröße mittels eines Modells berechnet wird, und eine Vorwärts-Drehrichtung der Antriebswelle (13) erkannt wird, falls die Differenz zwischen dem Messwert der Betriebsgröße und dem Modellwert der Betriebsgröße innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, und ansonsten eine Rückwärts-Drehrichtung der Antriebswelle (13) erkannt wird, welche der Vorwärts-Drehrichtung entgegengesetzt ist.
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