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DE10104753B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors Download PDF

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DE10104753B4
DE10104753B4 DE2001104753 DE10104753A DE10104753B4 DE 10104753 B4 DE10104753 B4 DE 10104753B4 DE 2001104753 DE2001104753 DE 2001104753 DE 10104753 A DE10104753 A DE 10104753A DE 10104753 B4 DE10104753 B4 DE 10104753B4
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combustion chamber
smoothing
signal
chamber signal
crankshaft angle
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Jens Jeschke
Jürgen Gloger
Dr. Nitzke Hans-Georg
Ralf Männel
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Volkswagen AG
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Abstract

Verfahren zum Erfassen, nämlich zum Überwachen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors, wobei ein auf den Brennraum bezogenes Brennraumsignal erzeugt wird, wobei das Brennraumsignal in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel erzeugt wird, wobei das Brennraumsignal ausgewertet wird, um eine Aussage über den Verbrennungsablauf in dem Brennraum zu gewinnen, wobei das Brennraumsignal digitalisiert und anschließend durch eine numerische Signalverarbeitung geglättet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennraumsignal vor seiner Auswertung geglättet wird, und das geglättete Brennraumsignal ausgewertet wird, wobei die Glättung des Brennraumsignals durch eine standardgewichtete Mittelwertbildung durchgeführt wird, wobei mindestens ein für die Glättung verwendeter Glättungsparameter abhängig von der Stellung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) angepasst wird, wobei bei der Glättung des Brennraumsignals eine Gewichtung des Brennraumsignals mit einem Wichtungsfaktor durchgeführt wird, wobei der Wichtungsfaktor in Abhängigkeit von dem Kurbelwellenwinkel variiert wird, wobei für jeweils ein Kurbelwellenwinkelsegment ein gemittelter Wert des Brennraumsignals erzeugt wird, wobei die Glättung gemäß folgender Vorschrift durchgeführt wird:wobei p z den für ein Kurbelwellenwinkelsegment z berechneten gemittelten Wert des Brennraumsignals, fi einen Wichtungsfaktor und pz+i den Wert des Brennraumsignals bei einem Kurbelwellenwinkel z + i bezeichnet, während ord die Breite des Kurbelwellenwinkelsegments definiert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.
  • In die Zylinder von Verbrennungsmotoren können bekannterweise Brennraumsensoren eingesetzt werden, deren Ausgangssignale zur Ermittlung von Größen, die den Verbrennungsvorgang in dem jeweiligen Zylinder beschreiben, ausgewertet werden können. So ist beispielsweise in der DE 197 49 814 A1 ein Verfahren zur Bestimmung des Brennraum-Druckverlaufs in Abhängigkeit von dem Kurbelwellenwinkel eines Verbrennungsmotors beschrieben, wobei in jedem Zylinder des Verbrennungsmotors ein Drucksensor angeordnet ist, der eine im Wesentlichen druckproportionale Ausgangsspannung erzeugt. Des Weiteren ist ein Kurbelwellensensor vorhanden, der ein für den Kurbelwellenwinkel charakteristisches Ausgangssignal erzeugt. Sowohl die Ausgangsspannungen der Drucksensoren als auch das Ausgangssignal des Kurbelwellensensors werden einem Steuergerät des Verbrennungsmotors zugeführt, welches diese Signale verarbeitet und abhängig von der Auswertung dieser Signale Stellsignale für den Verbrennungsmotor erzeugt, um bestimmte Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, wie insbesondere den Einspritzbeginn des Kraftstoffgemisches oder die Einspritzdauer, zu regeln.
  • Neben der zuvor beschriebenen Verwendung von Drucksensoren ist auch die Verwendung von Ionenstromsensoren zum Überwachen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors bekannt. So ist beispielsweise in der DE 196 05 803 A1 ein Ionenstrom-Messsystem für einen Brennraum eines Ottomotors beschrieben, wobei die für den Brennraum vorgesehene Zündkerze zugleich als Ionenstrom-Messsensor verwendet wird. Das auf diese Weise gemessene Ionenstromsignal kann zum Beispiel dazu benutzt werden, um das so genannte Klopfen des Verbrennungsmotors zu detektieren und über eine geeignete Steuerung des Zündzeitpunkts eine entsprechende Klopfregelung aufzubauen. Darüber hinaus wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, das Ionenstromsignal auch zur Erkennung von Zündaussetzern oder zur Erkennung der Nockenwellenstellung zu verwenden.
  • Bei der Auswertung von auf zuvor beschriebene Art und Weise erzeugten Brennraumsignalen tritt allgemein das Problem auf, dass sich bereits kleine Fehler in den Brennraumsignalen bei der weiteren Signalverarbeitung stark verstärken und somit die Auswertung des jeweiligen Brennraumsignals erschweren. Dieses gilt insbesondere bei hohen Drehzahlen und kleinen indizierten Momenten.
  • Aus der DE 197 37 652 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen von Zündaussetzern bei Ottomotoren und ein Steuergerät für die Kraftstoffzumessung und Motorsteuerung bekannt. Dem Steuergerät werden Brennraumsignale zur Höhe des jeweiligen Druckes in den einzelnen Zylindern und der Kurbelwellen- und Nockenwellenstellung zugeführt. Das Brennraumsignal eines entsprechenden Drucksensors wird dabei zunächst einem Filter und einem nachgeordneten A/D-Wandler zugeführt, bevor das Brennraumsignal in dem Steuergerät ausgewertet wird. Das Brennraumsignal wird dabei in Abhängigkeit von der Kurbelwellenstellung erzeugt. In einem ersten Winkelbereich des Kompressionstaktes wird der Druck im Zylinder in einer Anzahl bestimmter Winkelstellungen vor dem oberen Totpunkt erfasst und gespeichert. In einem zweiten zum oberen Totpunkt spiegelbildlichen Winkelbereich werden in bestimmten spiegelbildlich zu den bestimmten Winkelstellungen vor dem oberen Totpunkt gleichen Winkelstellungen nach dem oberen Totpunkt der Druck erfasst. Die Werte des jeweiligen Druckes im Zylinder werden in den spiegelbildlich gleichen Winkelstellungen vor und nach dem oberen Totpunkt verglichen und der jeweilige Differenzwert ermittelt. Die Absolutwerte der Differenzwerte werden zu einer Differenzbetragssumme über alle Winkelstellungen addiert. Die Differenzbetragssumme wird mit einem aus einem Speicher abhängig vom Betriebszustand ausgelesenen Kontrollwert verglichen und bei markanter Unterscheidung desselben wird ein Verbrennungsaussetzer ausgegeben.
  • Aus der DE 42 01 505 A1 ist ein Verfahren zur Klopfdetektion bei einer Brennkraftmaschine bekannt. Ein Klopfsensor ist an der Brennkraftmaschine zum Detektieren einer Schwingung angebracht, wobei die Schwingung durch eine unregelmäßige Verbrennung verursacht wird. Um einen Hintergrundpegel zu bestimmen und das Klopfen zu detektieren, wird das analoge Signal des Klopfsensors in digitale Werte umgewandelt und mit einem Mikroprozessor arithmetisch verarbeitet. Die Differenz des digitalen Wertes zu dem Hintergrundpegel wird aufintegriert, um ein Klopfen zu detektieren. Um den Hintergrundpegel zu bestimmen, wird der digitale Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gemittelt. Ferner wird ein gewichteter Amplitudenmittelwert BGAVE des gemittelten digitalen Wertes ermittelt, wobei zum Ausgleich der Schwankungen zwischen den Brennstoffversorgungszyklen ein neuer gemittelter Amplitudenwert BGAVEnew auf der Basis des ermittelten, gemittelten Amplitudenwertes BGAVE, eines alten gemittelten Amplitudenwertes BGAVEold und einer gewichteten Mittlungsrate X auf folgende Weise erhalten wird: BGAVEnew = (1/X){BGAVE +(X – 1)BGAVEold}. Hieraus wird der dazu proportionale Hintergrundpegel ermittelt. Das Brennraumsignal wird während der Auswertung gemittelt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors vorzuschlagen, wobei Fehler in dem jeweils erzeugten oder erfassten Brennraumsignal weniger stark ins Gewicht fallen und somit eine zuverlässige Auswertung des Brennraumsignals auch dann möglich ist, wenn kleinere Fehler in dem Brennraumsignal vorhanden sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 beziehungsweise eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Erfindungsgemäß wird das jeweils erzeugte Brennraumsignal vor seiner Auswertung geglättet, so dass lediglich das geglättete Brennraumsignal zur Gewinnung einer Aussage über den Verbrennungsablauf in dem jeweils betrachteten Brennraum eines Verbrennungsmotors ausgewertet wird. Die Glättung wird in Form einer numerischen Signalverarbeitung mittels einer standardgewichteten Mittelwertbildung durchgeführt, wobei die Glättungsparameter vorzugsweise an die Dynamik des Brennraumsignals angepasst werden. So kann beispielsweise die Breite des Fensters, in dem die Mittelwertbildung durchgeführt wird, abhängig von dem Kurbelwellenwinkel angepasst werden. Erfindungsgemäß wird der jeweils verwendete Wichtungsfaktor abhängig von dem Kurbelwellenwinkel variiert.
  • Die für die Glättung erforderliche Berechnung der Parameter – nämlich der Wichtungsfaktoren – erfolgt offline, vor dem eigentlichen Betrieb des Verbrennungsmotors, d. h. die Ergebnisse der Berechnungen werden in Form von Kennlinien und/oder Kennfeldern vor Inbetriebnahme des Messsystems abgespeichert, so dass anschließend im Betrieb die Glättung in Form einer Echtzeitauswertung durch Zugriff auf die bereits zuvor gespeicherten Kennlinien beziehungsweise Kennfeldern durchgeführt werden kann.
  • Die Erfindung kann vorzugsweise auf Dieselmotoren angewendet werden, wobei in jedem Zylinder des Dieselmotors ein Drucksensor angeordnet ist, der ein zu dem Zylinderdruck proportionales Ausgangssignal liefert, welches anschließend wie zuvor beschrieben geglättet wird. Das geglättete Drucksignal kann dann unter Anwendung thermodynamischer Modelle (wie z. B. des schnellen Heizgesetzes nach Hohenberg) verarbeitet werden. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, die Erfindung auf andere Brennraumsignale, insbesondere Ionenstrom-Messsignale, anzuwenden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
  • 1 zeigt ein vereinfachtes Boxschaltbild einer Anordnung zum Erfassen beziehungsweise Überwachen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
  • 2 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines bei der in 1 gezeigten Anordnung durchgeführten Glättungsverfahrens.
  • In 1 ist ein Verbrennungsmotor 1, insbesondere ein Dieselmotor, dargestellt, wobei in den einzelnen Zylindern dieses Verbrennungsmotors 1 jeweils Zylinderdrucksensoren 2 angeordnet sind, die ein im Wesentlichen druckproportionales Ausgangssignal erzeugen. Diese Drucksensoren 2 können beispielsweise mit einer Messmembran ausgestaltet sein, die abhängig von dem in dem jeweiligen Zylinder herrschenden Zylinderdruck mehr oder weniger stark verbogen wird, wobei von dem entsprechenden Drucksensor 2 ein der augenblicklichen Verbiegung der Messmembran entsprechendes Ausgangssignal erzeugt wird.
  • Darüber hinaus ist ein Kurbelwellensensor 2 vorgesehen, der ein für den Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsmotors 1 charakteristisches Ausgangssignal erzeugt.
  • Die Ausgangssignale der Drucksensoren 2 sowie das Ausgangssignal des Kurbelwellensensors 3 werden einem Steuergerät 4 zugeführt, welches diese Signale verarbeitet. Darüber hinaus kann das Steuergerät 4 auch weitere Signale, die beispielsweise die augenblickliche Temperatur oder die Last bezeichnen, zur Auswertung beziehungsweise Verarbeitung zugeführt werden. Das Steuergerät 4 umfaßt verschiedene Komponenten 5–8, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird, und wertet die ihm zugeführten Signale aus, um davon abhängig gemäß einem vorgegebenen Steuer- oder Regelungsalgorithmus Stellsignale für den Verbrennungsmotor 1 zu erzeugen, die beispielsweise den Einspritzbeginn oder die Einspritzdauer des dem Verbrennungsmotor 1 zugeführten Kraftstoffgemisches in die einzelnen Zylinder festlegen. Darüber hinaus kann über diese Stellsignale auch die Abgasrückführung und/oder der Ladedruck des Verbrennungsmotors 1 geregelt werden.
  • Die von den Drucksensoren 2 erzeugten Ausgangssignale werden über einen Analog/Digital-Wandler 5 digitalisiert, d. h. in digitale Daten umgesetzt. Bei dem Analog/Digital-Wandler 5 kann es sich beispielsweise um einen 14 Bit-Wandler mit einer Abtastfrequenz von 1 MHz handeln. Da die von den Drucksensoren 2 erzeugten Ausgangssignale nach ihrer Digitalisierung einer nachfolgend noch näher beschriebenen numerischen Signalverarbeitung unterzogen werden, ist es sinnvoll, die Ausgangssignale der Drucksensoren 2 mit einer hohen Abtastfrequenz abzutasten.
  • Die digitalisierten Ausgangssignale der Drucksensoren 2 werden anschließend einem ersten digitalen Signalprozessor oder Rechencluster 6 zugeführt, der unter Berücksichtigung des Ausgangssignals des Kurbelwellensensors 3, d. h. unter Berücksichtigung der augenblicklichen Kurbelwellenstellung, die Ausgangssignale der Drucksensoren 2 einer Vorglättung unterzieht, welche insbesondere in Form einer standardgewichteten Mittelwertbildung realisiert sein kann. Auf diese Weise wird für jedes Drucksensorsignal und für jede Kurbelwellenstellung ein gemittelter beziehungsweise geglätteter Druckwert erzeugt. Der digitale Signalprozessor 6 arbeitet zeitsynchron zu der Abtastfrequenz des Analog/Digital-Wandlers 5 und erzeugt beziehungsweise errechnet für die mit dieser hohen Abtastfrequenz vorliegenden Abtastwerte der digitalisierten Drucksensorsignale die für die nachfolgende winkelsynchrone Glättung erforderliche Winkelbasis.
  • Mit dem digitalen Signalprozessor 6 ist ein zweiter digitaler Signalprozessor oder Rechencluster 7 verbunden, der im Gegensatz zu dem digitalen Signalprozessor 6 in Bezug auf das Ausgangssignal des Kurbelwellensensors 3 winkelsynchron arbeitet. Von diesem zweiten digitalen Signalprozessor 7 wird eine winkelsynchrone Nachglättung der von dem digitalen Signalprozessor 6 geglätteten Drucksensorsignale durchgeführt, um jeder Kurbelwellenstellung einen entsprechenden Zylinderdruckwert zuzuweisen. Des Weiteren werden von dem digitalen Signalprozessor 7 die somit erzeugten digitalen Abtastwerte der Drucksensorsignale 2 ausgewertet und thermodynamisch (insbesondere nach dem schnellen Heizgesetz von Hohenberg) verarbeitet, um somit eine zuverlässige Aussage über die in dem jeweils betrachteten Zylinder des Verbrennungsmotors 1 vorhandene Verbrennungsarbeit beziehungsweise den jeweils ablaufenden Verbrennungsvorgang zu erhalten. Die auf diese Weise über die Verbrennungsabläufe in den einzelnen Zylindern oder Brennräumen gewonnenen Aussagen werden mit Hilfe eines vordefinierten Regelalgorithmus in die bereits erwähnten Steuer- oder Stellsignale für den Verbrennungsmotor 1 umgesetzt, die über einen Steuergeräteprozessor 8 dem Verbrennungsmotor 1 zugeführt werden.
  • Die in 1 gezeigten Komponenten 5–8 des Steuergeräts 4 können sowohl gemeinsam für sämtliche Drucksensorsignale als auch jeweils individuell für die einzelnen Drucksensorsignale vorgesehen sein. Durch die Verwendung von digitalen Signalprozessoren ist eine frei programmierbare Auswertung der Drucksensorsignale gewährleistet. Die Drucksensoren 2 werden vorzugsweise in dem jeweiligen Zylinderkopf neben der Glühkerze oder neben dem Einspritzventil angeordnet.
  • Nachfolgend soll die bereits erwähnte numerische winkelsynchrone Glättung der Drucksensorsignale näher beschrieben werden.
  • Zum Glätten wird die folgende allgemeine Rechenvorschrift verwendet:
    Figure DE000010104753B4_0003
  • Dabei bezeichnet pz+i den Wert des digitalisierten Drucksignals beim Kurbelwinkel z + j, während fi einen Wichtungsfaktor bezeichnet, so dass für jedes Kurbelwellenwinkelsegment z ein geglätteter oder gemittelter Druckwert durch eine standardgewichtete Mittelwertbildung berechnet wird. Die standardgewichtete Mittelwertbildung wird dabei für jedes Kurbelwellenwinkelsegment mit einem bestimmten Fenster durchgeführt, wobei die Fensterbreite durch 2 ord + 1 definiert ist.
  • Um der Dynamik des entsprechenden Drucksensorsignals zu entsprechen, werden die Glättungsparameter für jeden Kurbelwellenwinkel einzeln definiert, d. h. die Fensterbreite und der Wichtungsfaktor verändern sich kurbelwellenwinkelabhängig. Die Fensterbreite wird mit zunehmendem Zylinderdruck verkleinert, so dass sie in der Hochdruckphase beziehungsweise Verbrennungsphase deutlich kleiner als in der Niederdruckphase ist. Umgekehrt wird der Wichtungsfaktor mit zunehmendem Druck erhöht.
  • Der in dem jeweils betrachteten Zylinder herrschende Zylinderdruck ist von der Stellung der Kurbelwelle abhängig. Wird beispielsweise angenommen, dass der Verbrennungsmotor mit vier Takten arbeitet, erreicht die Kurbelwelle und der daran befindliche Kolben, welcher in dem Zylinder verschiebbar gelagert ist, innerhalb eines Arbeitszyklusses genau zweimal den sogenannten oberen Totpunkt (OT) und den unteren Totpunkt (UT), was zwei vollständigen Umdrehungen der Kurbelwelle entspricht, wobei das erste Mal der obere Totpunkt bei einer vollen Umdrehung der Kurbelwelle, d. h. bei 360°KW, erreicht wird. Der Zylinderdruck nimmt kontinuierlich zu, wenn sich der Kolben beziehungsweise die Kurbelwelle dem oberen Totpunkt nähert und die Einspritzventile geschlossen sind.
  • Der Wichtungsfaktor, der für die zuvor beschriebene numerische Glättung verwendet wird, kann beispielsweise wie folgt definiert sein: fi = a–abs(i) (2)
    Dabei bezeichnet a einen Wichtungskoeffizienten, der ebenfalls für jeden Kurbelwellenwinkel einzeln definiert sein kann. Der kurbelwellenwinkelabhängige Verlauf (a) des Wichtungskoeffizienten ist in 2 dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich ist, besitzt der Wichtungskoeffizient ein Maximum bei 360°KW, d. h. beim oberen Totpunkt. Ebenso ist in 2 der Verlauf (b) der ganzzahligen Ordnung ord dargestellt. Wie bereits erwähnt worden ist, besitzt das Fenster, über welches gemittelt wird, beziehungsweise die Ordnung ord ein Minimum, wenn ein geglätteter Druckwert für den Kurbelwellenwinkel 360°KW errechnet werden soll. Bei dem dargestellten Beispiel gilt ord = 1 im Bereich des oberen Totpunkts bzw. ord = z sonst.
  • Durch die zuvor beschriebene Glättung kann ein deutlicher Gewinn erzielt werden, da mit der Qualität der Glättung auch die Qualität und Stabilität der thermodynamischen Auswertung der einzelnen Drucksensorsignale zunimmt.
  • Es empfiehlt sich, die für die Berechnung der geglätteten Werte des Brennraumsignals erforderlichen Parameter – nämlich die Wichtungsfaktoren – vor dem eigentlichen Betrieb des Verbrennungsmotors zu berechnen und zu speichern, d. h. vor dem eigentlichen Betrieb der in 1 gezeigten Anordnung, durchzuführen und in Form von Kennlinien beziehungsweise Kennfeldern abzuspeichern, so dass im nachfolgenden Betrieb der in 1 gezeigten Anordnung die gewünschte Glättung in Form einer Echtzeitauswertung für das jeweils aktuelle Winkelsegment durch Zugriff auf die gespeicherten Kennlinien beziehungsweise Kennfelder durchgeführt werden kann. Insbesondere kann ein Kennfeld beziehungsweise eine Matrix der Wichtungsfaktoren berechnet und gespeichert werden, dessen Dimension beispielsweise durch die maximale Anzahl der Winkelsegmente und die maximale Fensterbreite gegeben sein kann. Dieses Kennfeld enthält dann mehr als die später verwendeten Werte. Abhängig von diesem Kennfeld der Wichtungsfaktoren kann für den Nenner der obigen Glättungsvorschrift (1) ein Summenvektor der Wichtungskoeffizienten berechnet werden, dessen Dimension der maximalen Anzahl der Winkelsegmente entspricht. Die eigentliche Glättung kann dann in Echtzeit für das jeweils betrachtete Winkelsegment durch Zugriff auf den gespeicherten Summenvektor und das gespeicherte Kennfeld der Wichtungsfaktoren berechnet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    Zylinderdrucksensor
    3
    Kurbelwellensensor
    4
    Steuergerät
    5
    Analog/Digital-Wandler
    6
    Zeitsynchroner Signalprozessor
    7
    Winkelsynchroner Signalprozessor
    8
    Steuergeräteprozessor

Claims (9)

  1. Verfahren zum Erfassen, nämlich zum Überwachen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors, wobei ein auf den Brennraum bezogenes Brennraumsignal erzeugt wird, wobei das Brennraumsignal in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel erzeugt wird, wobei das Brennraumsignal ausgewertet wird, um eine Aussage über den Verbrennungsablauf in dem Brennraum zu gewinnen, wobei das Brennraumsignal digitalisiert und anschließend durch eine numerische Signalverarbeitung geglättet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennraumsignal vor seiner Auswertung geglättet wird, und das geglättete Brennraumsignal ausgewertet wird, wobei die Glättung des Brennraumsignals durch eine standardgewichtete Mittelwertbildung durchgeführt wird, wobei mindestens ein für die Glättung verwendeter Glättungsparameter abhängig von der Stellung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) angepasst wird, wobei bei der Glättung des Brennraumsignals eine Gewichtung des Brennraumsignals mit einem Wichtungsfaktor durchgeführt wird, wobei der Wichtungsfaktor in Abhängigkeit von dem Kurbelwellenwinkel variiert wird, wobei für jeweils ein Kurbelwellenwinkelsegment ein gemittelter Wert des Brennraumsignals erzeugt wird, wobei die Glättung gemäß folgender Vorschrift durchgeführt wird:
    Figure DE000010104753B4_0004
    wobei p z den für ein Kurbelwellenwinkelsegment z berechneten gemittelten Wert des Brennraumsignals, fi einen Wichtungsfaktor und pz+i den Wert des Brennraumsignals bei einem Kurbelwellenwinkel z + i bezeichnet, während ord die Breite des Kurbelwellenwinkelsegments definiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Kurbelwellenwinkelsegments in Abhängigkeit von dem Kurbelwellenwinkel variiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Kurbelwellenwinkelsegments mit zunehmender Annäherung an einen Kurbelwellenwinkel von 360°KW verringert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wichtungsfaktor mit zunehmender Annäherung an einen Kurbelwellenwinkel von 360°KW erhöht wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wichtungsfaktor durch folgende Beziehung definiert ist: fi = a–abs(i), wobei a einen Wichtungskoeffizienten bezeichnet.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung der geglätteten Werte des Brennraumsignals erforderlichen Parameter – nämlich die Wichtungsfaktoren – vor dem eigentlichen Betrieb des Verbrennungsmotors berechnet und in Form mindestens eines Kennfelds gespeichert werden, und dass während des Betriebs des Verbrennungsmotors (1) die geglätteten Werte des Brennraumsignals in Echtzeit durch Zugriff auf das gespeicherte Kennfeld berechnet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennraumsignal ein Drucksignal ist, welches den in dem Brennraum herrschenden Brennraumdruck repräsentiert.
  8. Vorrichtung zum Erfassen, nämlich zum Überwachen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors, mit Sensormitteln (2) zum Erzeugen eines auf dem Brennraum des Verbrennungsmotors (1) bezogenen Brennraumsignals, und mit Auswertungsmitteln (4) zum Auswerten des von den Sensormitteln (2) erzeugten Brennraumsignals, um eine Aussage über den Verbrennungsablauf in dem Brennraum zu gewinnen, wobei die Auswertungsmittel Glättungsmittel (6, 7) zum Glätten des von den Sensormitteln (2) erzeugten Brennraumsignals umfassen, wobei die Auswertungsmittel (4) Analog/Digital-Wandlermittel (5) zum Digitalisieren des von den Sensormitteln (2) erzeugten Brennraumsignals umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das von den Glättungsmitteln (6, 7) geglättete Brennraumsignal auszuwerten ist, wobei die Glättungsmittel erste Glättungsmittel (6) und zweite Glättungsmittel (7) umfassen, wobei die ersten Glättungsmittel (6) zeitsynchron zu der Abtastfrequenz der Analog/Digital-Wandlermittel (5) arbeiten, während die zweiten Glättungsmittel (7) winkelsynchron zu der Winkelstellung einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) arbeiten, wobei die Glättung des Brennraumsignals durch eine standardgewichtete Mittelwertbildung durchzuführen ist, wobei mindestens ein für die winkelsynchrone Glättung verwendeter Glättungsparameter abhängig von der Stellung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) anpassbar ist, wobei bei der winkelsynchronen Glättung des Brennraumsignals eine Gewichtung des Brennraumsignals mit einem Wichtungsfaktor durchzuführen ist, wobei der Wichtungsfaktor in Abhängigkeit von dem Kurbelwellenwinkel zu variieren ist, wobei für jeweils ein Kurbelwellenwinkelsegment ein gemittelter Wert des Brennraumsignals zu erzeugen ist, wobei die Glättung gemäß folgender Vorschrift durchzuführen ist:
    Figure DE000010104753B4_0005
    wobei p z den für ein Kurbelwellenwinkelsegment z berechneten gemittelten Wert des Brennraumsignals, fi einen Wichtungsfaktor und pz+i den Wert des Brennraumsignals bei einem Kurbelwellenwinkel z + i bezeichnet, während ord die Breite des Kurbelwellenwinkelsegments definiert.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsmittel (4), nämlich die Glättungsmittel (6, 7) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgestaltet sind.
DE2001104753 2001-02-02 2001-02-02 Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Verbrennungsablaufs in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors Expired - Lifetime DE10104753B4 (de)

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