DD220367A1

DD220367A1 - METHOD FOR DETERMINING THE ABSOLUTE WORKING POINT IN COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DD220367A1
Application number: DD25898383A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Wagner
Original assignee: Fortschritt Veb K
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1985-03-27

Abstract

VERFAHREN ZUM FESTSTELLEN DES ABSOLUTEN ARBEITSPUNKTES BEI VERBRENNUNGSMOTOREN UND ERREICHEN DES OPTIMALEN ARBEITSPUNKTES, INSBESONDERE DEN BEREICH DES GERINGSTEN KRAFTSTOFFVERBRAUCHES, MIT DEM ZIEL DER ANWENDBARKEIT AUCH BEI ALLEN MEHRZYLINDERVERBRENNUNGSMOTOREN MIT GERINGEM MESSTECHNISCHEM AUFWAND UND EINHEITLICHER AUSFUEHRUNG. ES WIRD DIE AUFGABE GELOEST, EIN VERFAHREN ZU SCHAFFEN, WELCHES AUF DER GRUNDLAGE DES SPEZIFISCHEN KENNLINIENFELDES DEN VERBRENNUNGSDRUCK IM ZYLINDER MISST, UEBER EINEN RECHNER AUSWERTET UND DEM FAHRER ANZEIGT. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIES DADURCH ERREICHT, DASS DER VERBRENNUNGSDRUCK UEBERWIEGEND EINES ZYLINDERS VOM DRUCKMESSFUEHLER AN EINEN MIKRORECHNER UEBERMITTELT WIRD, WOBEI DIESER DEN DRUCKVERLAUF UND DABEI VORZUGSWEISE DEN NULLDURCHGANG JEDES ARBEITSTAKTES ZAEHLT, DIE EINZELNEN WERTE INTEGRIERT UND MIT DER VORPROGRAMMIERTEN KREISFLAECHE IM OPTIMIERTEN ZENTRUM DES NFD VERGLEICHT SOWIE GEMEINSAM MIT DER ERMITTELTEN GETRIEBEAUSGANGSDREHZAHL ABSTIMMT. DIE ERFINDUNG IST BEI VERBRENNUNGSMOTOREN ANWENDBAR.PROCESS FOR FIXING THE ABSOLUTE WORKING POINT IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND ATTAINING THE OPTIMAL WORKING POINT, IN PARTICULAR THE LOWEST FUEL CONSUMPTION, WITH THE OBJECTIVE OF APPLICABILITY TO ALL MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINES, WITH LOW MEASURING EFFICIENCY AND UNIFORMITY. THE TASK IS ESTABLISHED TO CREATE A PROCEDURE WHICH, ON THE BASIS OF THE SPECIFIC CHANNEL FIELD, COVERS COMBUSTION PRESSURE IN THE CYLINDER, EVALUATES IT TO A CALCULATOR AND DISPLAYS TO THE DRIVER. ERFINDUNGSGEMAESS IS THIS ACHIEVED THAT THE INTERNAL PRESSURE ON MAJOR CYLINDER FROM pressure sensor TO A MICRO COMPUTER UEBERMITTELT IS BEING THIS THE PRESSURE PERFORMANCE WHILE PREFERABLY THE ZERO CROSSING EACH operating clock counts INDIVIDUAL VALUES INTEGRATED AND WITH THE PREPROGRAM Filled Circle IN OPTIMIZED CENTER OF NFD COMPARE AND TOGETHER TUNED WITH THE MEASURED TRANSMISSION SPEED. THE INVENTION IS APPLICABLE TO COMBUSTION ENGINES.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zürn Feststellen des absoluten Arbeitspunktes bei Verbrennungsmotoren .Procedure for determining the absolute operating point in internal combustion engines.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Verfahren zum Feststellen des absoluten Arbeitspunktes bei Verbrennungsmotoren und Erreichen des optimalen Arbeitspunktes insbesondere den Bereich des geringsten Kraftstoffverbrauches.Method for determining the absolute operating point in internal combustion engines and achieving the optimum operating point, in particular the area of the lowest fuel consumption.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Für einen optimalen Verbrennungsablauf bei minimalem Kraftstoffverbrauch sind schon Einrichtungen bekannt, die .eine Steuerung und Regelung beinhalten, welche automatisch oder halbautomatisch arbeiten. , * , So. ist z. B. in der DE-OS Nr. 29 52 073 ein Verfahren zur Optimierung der Arbeitszyklen einer fremdgezündeten Brennstoffkraftmaschine beschrieben, welches durch Aufzeichnung des effektiven Mitteldruckes und des Kurbelwinkels für jeden Arbeitshub den optimalen Zündzeitpunkt und die zugeführte Kraftstoffmenge regelt. Dies geschieht aber unabhängig von der jeweiligen Verkehrssituation 'und wird mit hohem Geräte- und Zusatzausrüstungsaufwand, was nachteilig und vom Fahrer nicht beeinflußbar ist, realisiert. Weiter ist von Nachteil, daß dieses Verfahren nur bei Motoren mit Fremdzünduno anwendbar ist und der nicht unwesentliche Anteil an Dieselmotoren unberücksichtigt bleibt. Nachteilig bei dieser Regelung wirktFor an optimal combustion process with minimal fuel consumption devices are already known that .A control and regulation include, which operate automatically or semi-automatically. , *, So. is z. For example, in DE-OS no. 29 52 073 a method for optimizing the duty cycles of a spark-ignited fuel combustion engine described which records the optimum ignition timing and the amount of fuel supplied by recording the effective mean pressure and the crank angle for each stroke. However, this happens regardless of the traffic situation 'and is realized with high equipment and additional equipment expense, which is detrimental and can not be influenced by the driver. Next is a disadvantage that this method is only applicable to engines with Fremdzünduno and the not insignificant proportion of diesel engines is disregarded. The disadvantage of this scheme works

sich der relativ große und komplizierte Aufwand an Rechentechnik aus, wobei zur Informationsgewinnung mehrere Sensoren notwendig sind. Der hier betriebene Aufwand, es ist noch ein Weiterer Geber für die Messung der momentanen Stellung der Kurbelwelle notwendig, steht in keinem Verhältnis zur eingesparten Kraftstoffmenge. Deshalb ist auch die patentgemäße Lösung für die Vielzahl von kleinen Fahrzeugmotoren vom Aufwand-Nutzens-Verhältnis her unökonomisch.the relatively large and complicated complexity of computing technology, which are necessary for obtaining information several sensors. The effort involved here, it is still another encoder for the measurement of the instantaneous position of the crankshaft necessary, is out of proportion to the fuel saved. Therefore, the patented solution for the large number of small vehicle engines from the cost-benefit ratio is also uneconomical.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren zum Feststellen des absoluten Arbeitspunktes zu erstellen, welches universell für Verbrennungsmotoren mit geringem meßtechnischen Aufwand anwendbar und ohne große Nacharbeit auf die vorhandenen unterschiedlichen Fahrzeugmotoren übertragbar ist.The invention has the goal to provide a method for determining the absolute operating point, which is universally applicable to internal combustion engines with low expenditure on measuring technology and can be transferred to the existing different vehicle engines without much reworking.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Feststellen des absoluten Arbeitspunktes bei Verbrennungsmotoren zu schaffen, welches auf der Grundlage des spezifischen Kennlinienfeldes den Verbrennungsdruck im Zylinder mittels geeigneter Sonde mißt, über einen Rechner auswertet und dem Fahrer anzeigt.The invention has for its object to provide a method for determining the absolute operating point in internal combustion engines, which measures the combustion pressure in the cylinder by means of suitable probe based on the specific characteristic field, evaluates a computer and displays the driver.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Verbrennungsdruck überwiegend eines Zylinders vom Druckmeßfühler an einen Mikrorechner übermittelt wird, wobei dieser den Druckverlauf und dabei vorzugsweise den Nulldurchgang jedes Arbeitstaktes zählt, φ& According to the invention this is achieved in that the combustion pressure is transmitted predominantly of a cylinder from the pressure sensor to a microcomputer, which counts the pressure curve and thereby preferably the zero crossing of each power stroke, φ &

2.5 einzelnen Werte integriert und mit der vorprogrammierten Kreisfläche im optimierten Zentrum des Normalfahrzustandsdiagrammes vergleicht sowie gemeinsam mit der ermittelten Getriebeausgangsdrehzahl abstimmt. Und dadurch, daß zur Größe der Abweichung von der Kreisfläche, welche um den optimierten Arbeitsbereich mit 100 % festgelegt ist, der Momentanwert addiert und im Ergebnis als Prozentangabe an z. B. einer Digitalanzeige erscheint. Weiterhin dadurch, daß r die ermittelte Motordrehzahl mit der Getriebeaüsgangsdrehzahl, welche von einem vorzugsweise optischen Impulsgeber festgestellt und miteinander rechnerisch verarbeitet wird, auf der Digitalanzeige als momentane Fahrgeschwindigkeit erscheint. Dazu ist im Verbrennungsraum mindestens eines Zylinders eine Sonde installiert, die den 2.5 individual values integrated and compared with the preprogrammed circular area in the optimized center of the normal driving state diagram and votes together with the determined transmission output speed. And the fact that the size of the deviation from the circular area, which is set to the optimized work area with 100%, adds the instantaneous value and the result as a percentage of z. B. a digital display appears. Furthermore, characterized in that r the determined engine speed with the transmission output speed, which is detected by a preferably optical pulse generator and processed with each other computationally appears on the digital display as the current driving speed. For this purpose, a probe is installed in the combustion chamber of at least one cylinder, the

genauen Verlauf des Innendruckes wiedergibt und somit ein elektrisch analoges Signal für die rechnerische Verarbeitung bereitstellt. Dabei liegen dem Erfindungsmerkmal nachfolgende Gedanken zugrunde, welche davon ausgehen, daß die Entfernung vom tatsächlich momen-,tänen Arbeitspunkt zum optimalen Zentrum proportional mit dem überdurchschnittlich hohen Kraftstoffverbrauch Ist. Aus der Integration der Meßgröße des absoluten Druckes im Verbrennungsraum und den gezählten Impulsen wird der absolute Arbeitspunkt ermittelt. Dabei ergibt der Betrag des Vektors, vom optimalen Arbeitspunkt des Motors zum jeweiligen tatsächlichen Arbeitspunkt mit dem Betrag des Radiusvektors dividiert, der im NfD als optimaler Bereich des Motors festgelegt ist, den absoluten Arbeitspunkt. Liegt dieser innerhalb der Fläche des optimalen Arbeitsgebietes, so wird der Wert gleich 100 % angezeigt. Es wird bei dem Verfahren allerdings vernachlässigt, ob in Ausnahmefällen, in welchen das optimale Gebiet im NfD von der Kreisform abweicht, eine geeignet große Ellipse gewählt wird oder nicht, da diese den errechneten Werten ziemlich nahekommt. Aus der Integration der Meßgröße des absoluten Druckes im Verbrennungsraum und den gezählten Druckspitzen wird der absolute Arbeitspunkt ermittelt. Bei Abweichungen außerhalb des Kreises erscheint auf der Anzeige der prozentuale Wert über 100 % als relativer Wert des' Kraftstoffverbrauches. Die erfindungsgemäße Lösung hat dabei den Vorteil, daß sie mit geringem Material- und Rechner-reproduces the exact course of the internal pressure and thus provides an electrically analog signal for the computational processing. The underlying feature of the invention are the following thoughts, which assume that the distance from the actual momen-, tenen operating point to the optimal center is proportional to the above-average fuel consumption. From the integration of the measured variable of the absolute pressure in the combustion chamber and the counted pulses, the absolute operating point is determined. In this case, the magnitude of the vector, divided from the optimum operating point of the motor to the respective actual operating point with the magnitude of the radius vector, which is defined in the NfD as the optimum range of the motor, gives the absolute operating point. If this is within the area of the optimal working area, the value equal to 100% is displayed. However, in the method it is neglected whether, in exceptional cases, in which the optimal region in the NfD deviates from the circular shape, a suitably large ellipse is chosen or not, since this comes quite close to the calculated values. From the integration of the measured variable of the absolute pressure in the combustion chamber and the counted pressure peaks of the absolute operating point is determined. For deviations outside the circle, the percentage value above 100% appears on the display as a relative value of the fuel consumption. The solution according to the invention has the advantage that it can be processed with low material and computer

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aufwand für den Fahrer schnell erfaßbare Informationen liefert und ihn dadurch zu einer ökonomischen Fahrweise »veranlaßt. Vorteilhaft ist auch, daß die manuelle Regelung durch den Fahrer erhalten bleibt und in kritischen Verkehrssituationen das Fahrzeug voll beherrschbar ist. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist die kombinierte Nutzung von Durckverlauf- und Impulszählung mit einem einzigen Druckmeßfühler, wodurch ein ökonomisch günstiger und geringer Bausteinbedarf vorhanden ist. Das Verfahren ist durch Nachrüstung mit dem Druckmeßfühler auch für Motoren mit Eigenzündung anwendbar.expense for the driver provides quickly obtainable information and thereby induces him to an economical driving style ». It is also advantageous that the manual control is maintained by the driver and in critical traffic situations, the vehicle is fully manageable. A major advantage of the method is the combined use of Durckverlauf- and pulse counting with a single pressure sensor, which is an economically favorable and low component requirements. The procedure can also be used for engines with self-ignition by retrofitting with the pressure sensor.

Au sf uhr u ng sb ei spielThis is a game to play

Die Erfindung soil nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: ' 5.'' '.' .".' . , ' ' ·. . . ' ' . .' / :The invention will be explained below soil to a exemplary embodiment. In the accompanying drawing show: '5.'''.' . ". ' ., '' ·. ... ''. /:

Fig. ' 1: ein Blockschaltbild der Geräteanordnung, .'; . Fig. 2: ein Diagramm über den Arbeitsbereich des Motores.FIG. 1: a block diagram of the device arrangement,. , Fig. 2: a diagram of the working range of the engine.

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, Am Motor ist ein in den Zylinder und durch speziell in den Verbren-IQ nungsraum eingeführter Druckmeßfühler 1 abgangsseitig mit einem parallel zu einem Zähler 2 angeschlossenen Integrator 3 verbunden. Am Getriebeausgang ist ein Drehzahlgeber 4 angeordnet und ebenso wie der Zähler 2 sowie· Integrator 3 mit einem Mikrorechner 5 gekoppelt. Von der Stromversorgung des Bordnetzes wird der Mikrorechner 5 gespeist und überträgt die errechneten Werte des als Prozentangabe z. B-. eine Digitalanzeige 6. Damit bei Ausfall des Bordnetzes die eingegebenen Werte gespeichert bleiben, ist der Mikrorechner 5 mit einer separaten Stromversorgung 7 gekoppelt. Der optimale Arbeitsbereich nach dem der Mikrorechner 5 programmiert wurde, ist der in Fig. 2 dargestellte Kreis mit den Vektor^ . Den absoluten . .."Wert zeigt der Vektor}*·¹, welcher sich im günstigsten Fall· noch innerhalb der Kreisfläche befindet. Jede Druckspitze oder der Durchgang der Kurve wird an einer vorher festgelegten Stelle gezählt, -s Die Auswertung des Druckverlaufes und die Ermittlung des Schnittpunktes von ρ und n._ erfolgt im Mikrorechner5ebenso wie derOn the engine, a pressure sensor 1 inserted into the cylinder and introduced into the combustion chamber through the combustion chamber is connected on the discharge side to an integrator 3 connected in parallel to a counter 2. At the transmission output, a speed sensor 4 is arranged and, like the counter 2 and · Integrator 3 coupled to a microcomputer 5. From the power supply of the electrical system of the microcomputer 5 is fed and transmits the calculated values of the percentage z. B-. a digital display 6. So that the input values remain stored in case of failure of the electrical system, the microcomputer 5 is coupled to a separate power supply 7. The optimum work area after which the microcomputer 5 has been programmed is the circle shown in FIG. 2 with the vector.. The absolute. .. "value shows the vector} * · ¹ , which in the most favorable case · is still within the circular area Each pressure peak or the passage of the curve is counted at a predetermined place, -s The evaluation of the pressure curve and the determination of the intersection point from ρ and n._ takes place in the microcomputer as well as the

em tn ~" emtn ~ "

Vergleich der Werte mit dem im optimalen Arbeitsbereich dargestellten Kreisvektor j-_n . Als Ergebnis wird die Abweichung in Prozent durch die Digitalanzeige« 6 dem Fahrer übermittelt. Dieser wird dazu ange-• halten, seine Fahrweise entsprechend so zu korrigieren, daß er mit der Drehzahl zurückgeht oder eine entsprechend niedrigere Getriebestufe wählt und somit zu einer ökonomischen Fahrweise veranlaßt.Comparison of the values with the circle vector j- _n shown in the optimal working range. As a result, the percentage deviation is communicated to the driver by the digital display 6. This is done by • correcting his driving style so that he goes back with the speed or selects a correspondingly lower gear stage and thus causes an economical driving style.

Claims

invention claim

, Method for determining the absolute operating point in internal combustion engines, where ₍ measuring the pulses is carried out in particular via a pressure sensor, characterized in that the combustion pressure predominantly, a cylinder from the pressure sensor (1) to a microcomputer (5) is transmitted, wherein this the pressure curve and preferably counts the zero crossing of each working cycle, integrates the individual values and compares them with the preprogrammed circular area in the optimized center of the normal driving state diagram and tunes them together with the determined transmission output rotational speed.

2. The method according to item 1, characterized in that the size of the deviation from the circular area, which is set to the optimized work area with 100%, the Monentanwert added and the result as a percentage of z. R. a digital display (6) appears.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the determined engine speed with the transmission output speed, which is determined by a preferably optical pulse generator and processed with each other computationally appears on the digital display (6) as the instantaneous driving speed.

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