Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von irregu¬ lären Verbrennungen in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der US-PS 4 697 561 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Drehzahlen für jeden Zylinder während seines Arbeitstakts an den Kurbelwellenstellungen erfaßt werden, an denen die Kurbel¬ welle die kleinste bzw. größte Geschwindigkeit hat. Die Dif- ferenz zwischen diesen beiden Drehzahlen ist ein Maß für das vom Zylinder erzeugte Drehmoment. Bezogen auf das ge ittelte Drehmoment aller Zylinder ergibt sich daraus eine Angabe über die Leistungsfähigkeit des betrachteten Zylinders, die zu Diagnosezwecken herangezogen wird.

Die Kurbelwellenstellungen mit der kleinsten und größten Kurbelwel lengeschwindigkeit müssen bei diesem Verfahren experimentell am Motorenprüfstand bestimmt werden. Sie sind insbesondere last- und drehzahlabhängig und werden in dieser Abhängigkeit in dem Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens abgespeichert. Diese Kurbelwellenstellungen müssen vor jeder Drehzahlerfassung ausge¬ lesen werden. Dies bedeutet bei der ohnehin zeitkritischen Dreh¬ zahlerfassung einen erhöhten Rechenzeitaufwand.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, diesen Rechenzeitaufwand zu vermindern und das Verfahren insgesamt zu vereinfachen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung wird die Drehzahl für jeden Zylinder an zwei Kurbelwellenstellungen erfaßt, wobei mindestens eine oder be Kurbelwellenstellungen nach dem oberen Totpunkt liegt. An diesen Kurbelwellenstellungen muß ein auswertbarer Drehzahlunterschied vorliegen, ansonsten sind die Stellungen beliebig wählbar.

Bei einer ordnungsgemäßen Verbrennung in einem Zylinder muß eine gewisse Beschleunigung der Kurbelwelle auftreten. Tritt diese nicht auf, oder unterschreitet sie ein bestimmtes Maß, so hat entweder gar keine Verbrennung stattgefunden oder eine unzureichende Verbrennung.

Erfindungsgemäß wird daher aus den beiden erfaßten Drehzahlen eine Drehzahlsteigung ermittelt. Diese Drehzahlsteigung wird mit einem Grenzwert verglichen. Übersteigt sie den Grenzwert, so liegt eine ordnungsgemäße Verbrennung vor. Unterschreitet sie dagegen den Grenzwert, so liegt gar keine oder eine unzu¬ reichende Verbrennung vor.

Bedingt durch die Auswertung über die Drehzahlsteigung müssen die Kurbelwellenstellungen, an denen die Drehzahl erfaßt wird nicht last- und drehzahlabhängig verschoben werden. Sie können unabhängig von den Betriebsbedingungen fest gewählt werden, da eine Drehzahlsteigung im Unterschied zu einer Drehzahldif- ferenz selbst bei sehr kleinen Unterschieden noch eine Trend¬ aussage zuläßt.

Gemäß einer .Weiterbildung der Erfindung kann die Drehzahl während zwei Kurbelwellenstellungsbereichen erfaßt werden. Aus diesen beiden Kurbelwellenstellungsbereichen wird dann jeweils durch Mittelung eine der beiden Drehzahlen gewonnen. Die Drehzahlerfassung ist damit unempfindlicher gegenüber Stör¬ einflüssen.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des Verfahren, Figur 2 einen Geschwindigkeitsverlauf der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zur Veranschaulichung des Ver- fahrens und

Figur 3 ein Flußdiagramm zur Durchführung des Verfahrens.

Figur 1 zeigt eine Brennkraftmaschine B mit einem Kurbelwellen¬ geber KWG und einem Nockenwellengeber NWG. Der Kurbelwellen- geber tastet ein mit der Kurbelwelle verbundenes Zahnrad ab, das eine Bezugsmarke sowie eine Vielzahl von Zähnen aufweist. Als Ausgangssignal liefert der Kurbelwellengeber KWG jeweils einen Impuls pro Zahn sowie einen davon unterscheidbaren Bezugs¬ impuls bei der Bezugsmarke. Dieses Ausgangssignal wird einem Steuergerät S zugeleitet, das durch Zählen der Impulse einer¬ seits die Stellung der Kurbelwelle innerhalb einer 360 ^* Drehung bestimmt und andererseits durch die zeitliche Abfolge der Im¬ pulse die Drehzahl ermittelt.

Der Nockenwellengeber NWG tastet ein mit der Nockenwelle ver¬ bundenes Zahnrad ab, das über die eine Hälfte seines U fangs einen Zahn und über die andere Hälfte seines Umfangs eine Lücke aufweist. Das Ausgangssignal des Nockenwellengebers NWG hat zwei Zustände, je nachdem ob dem Nockenwellengeber NWG gerade der Zahn oder die Lücke gegenüber steht. Das Steuer¬ gerät S bestimmt mit diesem Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgaπgssignal des Kurbelwellengebers KWG die Zylinderzuordnung und den Kurbelwellenwinkel. Der Nockenwellengeber NWG wird gebrauc da z.B. bei einem 6-Zylinder-Motor eine Periodizit t von jeweils zwei Umdrehungen vorliegt und daher die Stellung der Kurbel¬ welle alleine noch nicht für eine eindeutige Zuordnung in Zündreihenfolge ausreicht.

Das Steuergerät S hat im wesentlichen die Aufgabe die Zündung und Einspritzung für die Brennkraftmaschine B zu steuern sowie diverse Diagnosefunktionen zu übernehmen. Dazu sind an dem Steuergerät S verschiedene hier nicht dargestellte Sensoren

und Aktoren angeschlossen. Ein solches Steuergerät S stellt also eine übliche Motorsteuerung dar, wie sie heutzutage in einer Vielzahl von Fahrzeugen bereits verwirklicht ist.

Eine von dem Steuergerät S ausgeführte Diagnosefunktion ist das Erkennen von irregulären Verbrennungen in einem der Zy¬ linder der Brennkraftmaschine B. Zur Veranschaulichung ist im Diagramm der Figur 2 die reziproke Drehzahl T der Kurbel¬ welle über der Kurbelwellenstellung z aufgetragen. Die rezi- proke Drehzahl wurde gewählt, weil ein de entsprechendes Signal in dem Steuergerät S bereits vorliegt. Gegenüber einer Betrach¬ tung der Drehzahl kehren sich damit die Verhältnisse um. Daher bedeutet also eine ansteigende Flanke eine Verlangsamung und eine abfallende Flanke eine Beschleunigung der Kurbelwelle. Eine Normalkurve N gibt diesen Verlauf für den normalen Betrieb der Brennkraftmaschien B wieder. Der sinusartige Verlauf re¬ sultiert aus den verschiedenen Arbeitstakten der Brennkraft¬ maschine B, wobei die einzelnen Beschleunigungsphasen jeweils nach der Zündung eines Zylinders während seines Arbeitstakts liegen. In Figur 2 sind beispielhaft gemäß der Zündfolge bei einem 6-Zylinder-Motor die oberen Totpunkte in den Zylindern 1,5, 3, 6 eingezeichnet.

Die Verhältnisse die auftreten, wenn beim Arbeitstakt eines Zylinders keine ordnungsgemäße Zündung und Verbrennung des

Ge ischs stattfinden sind in Figur 2 für den Zylinder 5 dar¬ gestellt. Eine Aussetzerkurve A gilt für den Fall, daß über¬ haupt keine Verbrennung stattfindet. Die Kurbelwelle wird dem¬ gemäß nicht beschleunigt, sondern durch die Widerstände der Maschine weiter verlangsamt. Erst nach der Zündung des nächst¬ folgenden Zylinders 3 mit einer ordnungsgemäßen Verbrennung wird die Kurbelwelle dann wieder beschleunigt.

Eine Mangelkurve M gilt für den Fall, daß zwar eine Ver- brennung stattfindet, diese aber nicht die erforderliche Intensität hat. Die dadurch erfolgte Beschleunigung der Kurbelwelle kann daher die laufende Verzögerung nur ver-

mindern oder nur eine kleine, nicht ausreichende Beschleu¬ nigung bewirken. Die in Figur 2 eingezeichnete Mangelkurve M ist daher nur ein Beispiel einer solchen irregulären Ver¬ brennung. Jeder andere Verlauf zwischen der Aussetzerkurve A und der Normalkurve N ist möglich.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen solcher irregu¬ lären Verbrennungen wird anhand des Flußdiagramms der Figur 3 beschrieben. Ein entsprechendes Programm ist in einer Diagnose- routine des Steuergerätes S abgelegt und wird laufend für jeden Zylinder durchgeführt.

Bezogen auf den jeweiligen oberen Totpunkt eines Zylinders werden dazu zwei Kurbelwellenstellungen zl, z2 festgelegt. Diese Kurbelwellenstellungen zl, z2 liegen im Beispiel nach dem oberen Totpunkt, innerhalb der durch die Verbrennung bewirkten Be schleunigungsphase. Die Kurbelwellenstellungen zl, z2 sind durch Versuche ermittelt. Der hauptsächliche Anhaltspunkt für deren Bestimmung ist ein möglichst gut auswertbarer Unterschied der reziproken Drehzahl T in den beiden Kurbelwellenstellungen zl, z2 Im Schritt S2 wird dann aus diesen beiden reziproken Drehzahlen Tl und T2 die Steigung berechnet. Diese Steigungen sind in Fi¬ gur 2 durch die Geraden mN, mA und mM veranschaulicht. Im Schritt S3 wird schließlich geprüft, ob diese Steigung größer einem Grenzwert GW ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt S4 ein Aus¬ setzer erkannt.

Die Wahl des Grenzwerts GW legt dabei fest, in wieweit nur leicht irreguläre Verbrennungen noch erkennbar sein sollen. Eine besonders einfache Methode ist eine reine Vorzeichenbe¬ wertung der Steigung. Am Beispiel der Figur 2 erkennt man, daß im Falle der Aussetzerkurve A eine positive Steigung und im Falle der Normalkurve N eine negative Steigung vorliegt.

Wünscht man eine genauere Auswertung auch nur leicht irre¬ gulärer Verbrennungen wird der Grenzwert GW auf einen be¬ stimmten negativen Wert gesetzt. Damit werden auch noch Verbrennungen als irregulär erkannt, die zwar einen Be-

schleunigungsbeitrag liefern, der aber gegenüber den Ver¬ hältnissen bei der Normalkurve N unzureichend ist. Dieser Grenzwert GW wird wiederum durch Versuche bestimmt.

Das beschriebene Verfahren reicht in der Regel aus, um ge¬ nügend genau irreguläre Verbrennungen zu erkennen. Liegen jedoch größere Störeinflüsse bei der Signalauswertung vor, so kann das Verfahren durch verschiedene Möglichkeiten ver¬ feinert werden.

Eine solche Möglichkeit besteht darin, statt der reziproken Drehzahl Tl an der Kurbelwellenstellung zl und der reziproken Drehzahl T2 an der Kurbelwellenstellung z2 jeweils eine Mehr¬ zahl von reziproken Drehzahlen T zu bestimmen und daraus durch Mittelwertbildung die reziproken Drehzahlen Tl und T2 zu er¬ mitteln. Etwaige Störeinflüsse bei der Erfasssung der rezipro¬ ken Drehzahlen Tl, T2 werden dadurch ausgeglichen.

Durch Schwingungen, Resonanzen etc. kann in bestimmten Last- und Drehzahlbereichen die Normalkurve N verformt sein. Durch eine entsprechende last- und drehzahlabhängige Veränderung des Grenzwerts GW kann dem begegnet werden. Eine weitere Mö¬ glichkeit dazu wäre den Abstand der Kurbelwellenstellungen zl, z2 zueinander und bezogen auf den oberen Totpunkt zu veränαern.